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WO2011024922A1 - モノアミン化合物、電荷輸送材料、電荷輸送膜用組成物、有機電界発光素子、有機el表示装置及び有機el照明 - Google Patents

モノアミン化合物、電荷輸送材料、電荷輸送膜用組成物、有機電界発光素子、有機el表示装置及び有機el照明 Download PDF

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WO2011024922A1
WO2011024922A1 PCT/JP2010/064531 JP2010064531W WO2011024922A1 WO 2011024922 A1 WO2011024922 A1 WO 2011024922A1 JP 2010064531 W JP2010064531 W JP 2010064531W WO 2011024922 A1 WO2011024922 A1 WO 2011024922A1
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WO
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group
substituent
ring
compound
general formula
Prior art date
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PCT/JP2010/064531
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English (en)
French (fr)
Inventor
達志 馬場
飯田 宏一朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Priority to EP10811971.0A priority patent/EP2471772B1/en
Priority to KR1020177025416A priority patent/KR102018491B1/ko
Priority to KR1020187033905A priority patent/KR102229736B1/ko
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    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/917Electroluminescent

Definitions

  • the present invention relates to a monoamine compound that is thermally and electrochemically stable and soluble in various solvents, a charge transport material comprising the monoamine compound, a composition for a charge transport film comprising the charge transport material, and the charge transport material.
  • the present invention relates to an organic electroluminescent element including a layer to be contained and having high luminous efficiency and high driving stability, and an organic EL display device and organic EL illumination including the element.
  • an electroluminescent element (organic electroluminescent element) using an organic thin film
  • examples of the method for forming the organic thin film include a vacuum deposition method and a wet film forming method.
  • the wet film-forming method does not require a vacuum process, is easy to increase in area, and can easily mix a plurality of materials having various functions into one layer (coating liquid).
  • Polymer materials such as poly (p-phenylene vinylene) derivatives and polyfluorene derivatives are mainly used as materials for the light-emitting layer formed by the wet film forming method.
  • the polymer materials include (1) It is difficult to control the degree of polymerization and molecular weight distribution of polymer materials, (2) degradation due to terminal residues during continuous driving, (3) high purity of the material itself is difficult, and impurities are included. There's a problem.
  • the organic electroluminescence device by the wet film forming method is inferior in driving stability to the organic electroluminescence device by the vacuum deposition method, and has not reached a practical level except for a part.
  • Patent Document 1 uses an organic thin film formed by a wet film-forming method by mixing a plurality of low-molecular materials (charge transport materials, light-emitting materials) instead of a polymer compound.
  • the organic electroluminescent elements described above are described, and the following compounds H-1 and H-2 are used as the hole transporting charge transporting material.
  • the compounds H-1, H-2, H-3, H-4 and H-5 are not necessarily sufficiently soluble in the solvent. For this reason, it is necessary to use a halogen-based solvent such as chloroform as a coating solvent, but the halogen-based solvent has a large environmental load. Furthermore, there is a possibility that the material is deteriorated by impurities contained in the halogen-based solvent, and it is considered that the driving stability of the organic electroluminescence device by the wet film forming method using the halogen-based solvent is not sufficient.
  • a halogen-based solvent such as chloroform
  • the organic electroluminescent devices disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 have improved heat resistance. There seems to be room. Furthermore, the compounds H-1, H-2, H-3, H-4 and H-5 are very easy to crystallize, and it is not easy to obtain a uniform amorphous film by a wet film forming method.
  • an organic electroluminescent element formed using a composition containing the compound H-1 and the phosphorescent light emitting material is It is considered that the luminous efficiency is low.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and the problem is that it is thermally and electrochemically stable, a solvent-soluble charge transport material, and a composition for a charge transport film containing the same. To provide things.
  • Another object of the present invention is to provide an organic electroluminescent element having high luminous efficiency and high driving stability, and an organic EL display device and organic EL illumination having the organic electroluminescent element.
  • the monoamine compound represented by the following general formula (1) is excellent in solubility in a solvent and has a high amorphous property, so that a thin film can be formed by a wet film formation method.
  • the present invention has been completed.
  • R 1 to R 3 each independently represents a phenyl group which may have a substituent in at least one of the o-position and the m-position, They may combine to form a ring structure.
  • R 1 to R 3 are groups different from each other.
  • 2. The monoamine compound according to item 1 above, wherein the monoamine compound further comprises a partial structure represented by the following structural formula (2-1).
  • [X in the general formula (2-2) is any one of —NR 4 — (R 4 represents an aryl group which may have a substituent), —O—, and —S—. Represents. Further, the condensed ring containing X in the general formula (2-2) may further have a substituent, and the substituents may be bonded to each other to form a ring structure. ] 5. 5. The monoamine compound according to item 4, wherein the partial structure represented by the general formula (2-2) is a partial structure represented by the following structural formula (3).
  • the N-carbazole ring may further have a substituent, and the substituents may be bonded to each other to form a ring structure.
  • Q represents a direct bond or an arbitrary connecting group.
  • Y has the same meaning as X in formula (2-2).
  • the condensed ring containing Y in General formula (11) may have a substituent, and this substituent may couple
  • a charge transport material comprising the monoamine compound according to any one of items 1 to 7 above.
  • a charge transport film composition comprising the charge transport material according to item 8 and a solvent. 10.
  • An organic electroluminescent device comprising an anode, a cathode, and a light emitting layer provided between the two electrodes on a substrate, wherein the light emitting layer contains the charge transport material according to item 8 above.
  • Light emitting element 11.
  • An organic EL display device comprising the organic electroluminescence device as described in 10 above.
  • An organic EL illumination comprising the organic electroluminescence device as described in 10 above.
  • the charge transport material containing the monoamine compound, and the composition for a charge transport film containing the charge transport material it is thermally and electrochemically stable and has a high triplet excitation level.
  • An organic thin film containing the material can be easily formed by a wet film forming method, and the area of the organic electroluminescent element can be easily increased.
  • the organic electroluminescence device using the charge transport material of the present invention and the charge transport film composition containing the charge transport material it is possible to emit light with high luminance and high efficiency, and stability of the device. In particular, driving stability is improved.
  • the charge transport material of the present invention can be applied to film formation by a vacuum deposition method or film formation by a wet film formation method because of excellent film formability, charge transportability, light emission characteristics, and heat resistance.
  • the charge transport material of the present invention and the charge transport film composition containing the charge transport material have excellent film-forming properties, charge transport properties, light emission characteristics, and heat resistance, and therefore, according to the layer structure of the element,
  • the present invention can also be applied to the formation of organic layers such as an injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron injection layer, and an electron transport layer.
  • the organic electroluminescent device using the charge transport material of the present invention and the charge transport film composition containing the charge transport material is a flat panel display (for example, for OA-computers and wall-mounted televisions), an in-vehicle display device, a mobile phone. It can be applied to light sources (for example, light sources of copiers, liquid crystal displays and instrument backlights), display boards, and beacon lamps that take advantage of the characteristics of telephone displays and surface light emitters, and their technical value is great. Is.
  • the charge transport material of the present invention and the charge transport film composition containing the charge transport material have essentially excellent redox stability, and thus are not limited to organic electroluminescent devices, but also electrophotographic photosensitive materials. It can also be used effectively for the body.
  • Embodiments of the present invention will be described in detail below, but the description of the constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention does not exceed the gist thereof. It is not limited to the contents.
  • the monoamine compound of the present invention (hereinafter also referred to as “compound (1)”) is represented by the following general formula (1).
  • R 1 to R 3 each independently represent a phenyl group which may have a substituent in at least one of the o-position and the m-position, and the substituents are bonded to each other. Thus, a ring structure may be formed.
  • R 1 to R 3 are groups different from each other.
  • compound (1) Since compound (1) has a triphenylamine structure, it has an excellent charge (hole) transport ability, a high triplet excitation level, and high heat resistance.
  • the compound (1) is different in R 1 to R 3 , that is, the three substituents of the triphenylamine structure, and has no symmetry axis in the molecule. It is possible to form an amorphous organic thin film that is excellent in solubility in an organic solvent and does not easily crystallize.
  • R 1 to R 3 are each independently a phenyl group which may have a substituent in at least one of the o-position and the m-position (hereinafter referred to as “non-p”). In some cases, it may be referred to as a “sub-position-substituted partial structure”), whereby the amorphousness is further improved and the solubility is further improved.
  • the non-p-substituted partial structure has a property that R 1 to R 3 receive fewer electrons than a phenyl group having a p-position substituent, the compound containing the partial structure It is considered that (1) is hard to break (that is, electrochemically stable), and it is also possible to prevent a decrease in the driving life of the organic electroluminescent element.
  • R 1 to R 3 are preferably each independently a phenyl group optionally having a substituent at the m-position.
  • the molecular weight of the compound (1) is usually preferably 5000 or less, more preferably 4000 or less, and still more preferably 3000 or less. Moreover, usually 200 or more are preferable, 300 or more are more preferable, and 400 or more are further more preferable.
  • a compound (1) has a glass transition temperature of 50 degreeC or more normally, from a heat resistant viewpoint, it is preferable that a glass transition temperature is 80 degreeC or more, and is 110 degreeC or more. More preferably it is.
  • a compound (1) has a vaporization temperature of 300 to 800 degreeC normally.
  • the charge transport material of the present invention preferably has no crystallization temperature between the glass transition temperature and the vaporization temperature.
  • Solubility As the compound (1), it is possible to dissolve at least 5% by mass with respect to m-xylene at 25 ° C. and atmospheric pressure conditions. It is preferable in order to obtain the film formability by.
  • the solubility is preferably 10% by mass or more, and more preferably 15% by mass or more.
  • the upper limit of the solubility is not particularly defined but is usually preferably 50% by mass or less.
  • R 11 , R 12 , R 21 , R 31 , R 32 and R 33 are each independently phenyl having a substituent. Represents a group, and the substituents may be bonded to each other to form a ring.
  • compound (1) does not have an axis of symmetry in the molecule because R 1 to R 3 are all different. For this reason, the charge transporting material of the present invention has high amorphousness and improved solubility in a solvent.
  • R 1 to R 3 each independently represent a phenyl group which may have a substituent in at least one of the o-position and the m-position, and the substituents are bonded to each other. May form a ring structure, but R 1 , R 2 and R 3 are not the same group.
  • Examples of the substituent that the phenyl group of R 1 to R 3 has may include an alkyl group that may have a substituent, an alkenyl group that may have a substituent, and a substituent.
  • An acylamino group, an alkoxy group which may have a substituent, an aryloxy group which may have a substituent, a heteroaryloxy group which may have a substituent, and a substituent May have a good acyl group or substituent Lucoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group optionally having
  • the alkyl group which may have a substituent is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, a 2-propyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group.
  • the alkenyl group which may have a substituent is preferably an alkenyl group having 2 to 9 carbon atoms. Examples thereof include a vinyl group, an allyl group, and a 1-butenyl group.
  • the alkynyl group which may have a substituent is preferably an alkynyl group having 2 to 9 carbon atoms.
  • an ethynyl group, a propargyl group, etc. are mentioned.
  • the aralkyl group which may have a substituent is preferably an aralkyl group having 7 to 15 carbon atoms.
  • a benzyl group etc. are mentioned.
  • the amino group which may have a substituent is preferably an alkylamino group having one or more alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms which may have a substituent. Examples thereof include a methylamino group, a dimethylamino group, a diethylamino group, and a dibenzylamino group.
  • Examples of the arylamino group having an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms that may have a substituent include a phenylamino group, a diphenylamino group, and a ditolylamino group.
  • heteroarylamino group having a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic ring which may have a substituent examples include a pyridylamino group, a thienylamino group, a dithienylamino group, and the like.
  • acylamino group having an acyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent examples include an acetylamino group and a benzoylamino group.
  • the alkoxy group which may have a substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms which may have a substituent. Examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, and a butoxy group.
  • an aryloxy group having an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms is preferable.
  • examples thereof include a phenyloxy group, a 1-naphthyloxy group, and a 2-naphthyloxy group.
  • heteroaryloxy group which may have a substituent
  • those having a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic group are preferable.
  • examples thereof include a pyridyloxy group and a thienyloxy group.
  • the acyl group which may have a substituent is preferably an acyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent.
  • a formyl group, an acetyl group, a benzoyl group, etc. are mentioned.
  • the alkoxycarbonyl group which may have a substituent is preferably an alkoxycarbonyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent. Examples thereof include a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group.
  • the aryloxycarbonyl group which may have a substituent is preferably an aryloxycarbonyl group having 7 to 13 carbon atoms which may have a substituent. Examples thereof include a phenoxycarbonyl group.
  • the alkylcarbonyloxy group which may have a substituent is preferably an alkylcarbonyloxy group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent.
  • an acetoxy group etc. are mentioned.
  • halogen atom a fluorine atom and a chlorine atom are preferable.
  • alkylthio group which may have a substituent (preferably an alkylthio group having 1 to 8 carbon atoms, such as a methylthio group and an ethylthio group);
  • the arylthio group which may have a substituent is preferably an arylthio group having 6 to 12 carbon atoms. Examples thereof include a phenylthio group and a 1-naphthylthio group.
  • Examples of the sulfonyl group which may have a substituent include a mesyl group and a tosyl group.
  • silyl group examples include a trimethylsilyl group and a triphenylsilyl group.
  • Examples of the phosphino group which may have a substituent include a diphenylphosphino group.
  • Examples of the aromatic heterocyclic group which may have a substituent include a furan ring, a benzofuran ring, a thiophene ring, a benzothiophene ring, a pyrrole ring, a pyrazole ring, an imidazole ring, an oxadiazole ring, an indole ring, and a carbazole.
  • the substituent of the phenyl group of R 1 to R 3 may be an aromatic hydrocarbon group and substituent which may have a substituent.
  • the substituents R 1 to R 3 may have a plurality of the exemplified substituents or may be linked to each other.
  • the substituent of the phenyl group of R 1 to R 3 is preferably an alkyl group which may have a substituent, such as a methyl group, an ethyl group, n -Propyl group, 2-propyl group, n-butyl group, isobutyl group and tert-butyl group are more preferable, and methyl group and ethyl group are more preferable.
  • the phenyl groups of R 1 to R 3 are different from each other depending on whether a substituent introduced into the benzene ring of the phenyl group is different or whether or not there is a substituent.
  • R 1 to R 3 are different phenyl groups as described above, the number of carbon atoms of the group having the largest total number of carbon atoms including the substituents and the group having the smallest number among R 1 to R 3
  • the difference (hereinafter referred to as “R 1 to R 3 carbon number difference”) is preferably 10 or more.
  • the largest group total carbon number including the substituent of R 1 ⁇ R 3 is preferably at the difference between the number of carbon atoms of the total group number is large carbon second is 5 or more, R 1 ⁇ It is preferable that the difference in carbon number between the group having the smallest total carbon number including substituents in R 3 and the group having the second largest total carbon number is 5 or more.
  • the difference in carbon number between the group having the largest total carbon number, the group having the second largest total carbon number, and the group having the smallest total carbon number is 5 or more.
  • the difference in carbon number between R 1 and R 3 is 10 or more, and the difference in carbon number between R 1 and R 3 is 5 or more, so that the amorphous nature of the compound (1) is further increased. It becomes higher, and it is possible to form a highly amorphous organic thin film that is more excellent in solubility in various organic solvents and that does not easily crystallize.
  • the upper limit of the carbon number difference of R 1 to R 3 is preferably 300, and more preferably 150. By making the R 1 to R 3 carbon number difference equal to or less than the above upper limit, it is possible to prevent a decrease in charge transport ability.
  • the upper limit of the difference in carbon number of each of R 1 to R 3 is preferably 200, and more preferably 100. By making the difference in carbon number of each of R 1 to R 3 equal to or less than the above upper limit, it is possible to prevent a decrease in charge transport ability.
  • the upper limit of the total carbon number of R 1 to R 3 is preferably 350, more preferably 150.
  • the phenyl group may further have a substituent, and the substituents may be bonded to each other to form a ring structure.
  • the monoamine compound of the present invention is used as a charge transport material, from the viewpoint of improving heat resistance while maintaining a high triplet excitation level, the following general formula (2-2) is present in the molecule of the compound (1). It is particularly preferable to include a group containing the represented partial structure.
  • the charge transport material of the present invention contains a group containing a partial structure represented by the following general formula (2-2), at least one of R 1 to R 3 in the compound (1) is represented by the following general formula ( A group containing a partial structure represented by 2-2) is preferred.
  • X in the general formula (2-2) represents any one of —NR 4 — (R 4 represents an aryl group which may have a substituent), —O—, and —S—.
  • R 4 represents an aryl group which may have a substituent
  • —O— represents an aryl group which may have a substituent
  • —S— —S—.
  • the condensed ring containing X in the general formula (2-2) may further have a substituent, and the substituents may be bonded to each other to form a ring structure.
  • X in the general formula (2-2) represents —NR 4 — (R 4 represents an aryl group which may have a substituent) or —O— from the viewpoint of heat resistance and solubility. It is preferable that
  • the condensed ring containing X in the general formula (2-2) may further have a substituent.
  • the substituent include the same groups as the substituents of the phenyl group of R 1 to R 3 in the compound (1) described above.
  • the condensed ring containing X in the general formula (2-2) preferably has no substituent.
  • any one of R 1 to R 3 in the compound (1) is represented by the general formula (2 It is preferable that a group containing a partial structure represented by -2) is included.
  • the partial structure represented by the general formula (2-2) is preferably an N-carbazolyl group represented by the following structural formula (3) from the viewpoint of charge transportability and heat resistance.
  • the N-carbazole ring may further have a substituent, and the substituents may be bonded to each other to form a ring structure.
  • At least one of R 1 to R 3 is particularly preferably a group represented by the following general formula (11).
  • Q represents a direct bond or an arbitrary linking group.
  • Y has the same meaning as X in formula (2-2).
  • the condensed ring containing Y in General formula (11) may have a substituent, and this substituent may couple
  • the condensed ring containing Y in the general formula (11) may further have a substituent, and the substituent is, for example, the same group as the substituent of the phenyl group of R 1 to R 3 described above. Etc.
  • the condensed ring containing Y in the general formula (11) preferably has no substituent.
  • Q is a direct bond or any linking group.
  • Q is an arbitrary linking group, a divalent aromatic hydrocarbon group, specifically, a phenylene group or a phenylene group in which two or more are connected is preferable.
  • Q is most preferably directly bonded to the meta position of the benzene ring that is bonded to the main skeleton of the compound represented by the general formula (1).
  • Q is preferably a group in which m-phenylene groups are linked.
  • the number of m-phenylene groups to be linked is preferably 1 to 5, and more preferably 2 to 3.
  • the compound (1) in the present invention is particularly preferably a compound having no symmetry axis represented by the following general formula (4) (hereinafter sometimes referred to as “compound (4)”).
  • R 1 and R 2 have the same meanings as R 1 and R 2 in the general formula (1).
  • Q and Y are synonymous with those in the general formula (11).
  • R 1 and R 2 in the general formula (4) has the same meaning as R 1 and R 2 in the general formula (1), also preferred embodiment the [5. As described in the section of R 1 to R 3 ].
  • Z represents a phenylene group which may have a substituent, and 1 bonded to at least the main skeleton of the compound represented by the general formula (1) among x phenylene groups.
  • the phenylene group is an m-phenylene group, and x represents an integer of 2 to 6.
  • x is 2 to 6, preferably 2 to 4, and particularly preferably 2 to 3.
  • Z represents a phenylene group which may have a substituent, and 1 bonded to at least the main skeleton of the compound represented by the general formula (1) among x phenylene groups.
  • the phenylene group is an m-phenylene group, and x represents an integer of 2 to 6.
  • x is 2 to 4, and preferably 2 to 3.
  • R 1 in the general formula (4) is particularly preferably a group represented by the following general formula (8) or (9).
  • Z represents a phenylene group which may have a substituent.
  • x-1 phenylene groups at least the main group of the compound represented by the general formula (1)
  • the first phenylene group bonded to the skeleton is an m-phenylene group, and x represents an integer of 2 to 6.
  • R 2 is particularly preferably a group represented by the following general formula (10).
  • Z represents a phenylene group which may have a substituent, and 1 bonded to at least the main skeleton of the compound represented by the general formula (1) among y phenylene groups.
  • the phenylene group is an m-phenylene group
  • Ph represents a phenyl group which may have a substituent
  • y represents an integer of 1 to 5.
  • y is 1 to 5, and preferably 1 to 3.
  • the charge transport material of the present invention can be synthesized, for example, by using an arylamine compound as a starting material and sequentially introducing aromatic rings.
  • Isolation and purification can be performed, for example, by combining operations of distillation, filtration, extraction, recrystallization, reprecipitation, suspension washing, and chromatography.
  • transition metal element catalyst examples include a palladium catalyst and a copper catalyst.
  • a palladium catalyst is preferred because of the simplicity of the reaction and the high reaction yield.
  • the base is not particularly limited, and for example, potassium carbonate, cesium carbonate, tert-butoxy sodium, triethylamine and the like can be used.
  • solvent when a palladium catalyst is used, toluene is preferable, and when a copper catalyst is used, pyridine, N, N-dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO) and the like are preferable.
  • the compound (1) according to the present invention can also be synthesized by sequentially performing a coupling reaction using a triarylamine trihalide as a starting material.
  • An aromatic hydrocarbon group is introduced into a substrate by reacting a reaction substrate with an organometallic reagent having an aromatic hydrocarbon group in a nonpolar or polar solvent in the presence of a base using a transition metal element catalyst. be able to.
  • Isolation and purification can be performed, for example, by combining operations of distillation, filtration, extraction, recrystallization, reprecipitation, suspension washing, and chromatography.
  • organometallic reagents examples include organoboron reagents, organomagnesium reagents, and organozinc reagents. Of these, organoboron reagents are preferred because of easy handling.
  • transition metal element catalyst examples include an organic palladium catalyst, an organic nickel catalyst, an organic copper catalyst, an organic platinum catalyst, an organic rhodium catalyst, an organic ruthenium catalyst, and an organic iridium catalyst.
  • an organopalladium catalyst is preferable because of the simplicity of the reaction and the high reaction yield.
  • the base is not particularly limited, but metal hydroxides, metal salts, organic alkali metal reagents and the like are preferable.
  • the solvent to be used is not particularly limited as long as it is a solvent that is active with respect to the reaction substrate.
  • aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane and cyclohexane
  • aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene
  • Ethers such as dimethoxyethane, tetrahydrofuran and dioxane
  • alcohols such as ethanol and propanol
  • water and the like can be used alone or in combination.
  • the charge transport material of the present invention contains a monoamine compound represented by the general formula (1). Since the monoamine compound is excellent in solubility in a solvent and has a high amorphous property, a thin film can be formed by a wet film formation method.
  • the monoamine compound contained in the charge transport material of the present invention is excellent in charge transportability and electrical oxidation-reduction resistance, and has a high triplet excitation level. Luminous efficiency and high driving stability can be realized.
  • composition for charge transport film contains the aforementioned charge transport material of the present invention, and is preferably used for an organic electroluminescence device.
  • the charge transport film composition of the present invention particularly the charge transport film composition used as the composition for an organic electroluminescence device, preferably contains a solvent.
  • the solvent contained in the charge transport film composition of the present invention is not particularly limited as long as it is a solvent in which the charge transport material of the present invention which is a solute dissolves well.
  • aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, methicylene, cyclohexylbenzene and tetralin; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene, dichlorobenzene and trichlorobenzene; 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, anisole , Aromatic ethers such as phenetole, 2-methoxytoluene, 3-methoxytoluene, 4-methoxytoluene, 2,3-dimethylanisole and 2,4-dimethylanisole; phenyl acetate, phenyl propionate, methyl benzoate, benzoic acid Aromatic esters such as ethyl, ethyl benzoate, propyl benzoate and n-butyl benzoate; alicyclic hydrocarbons such as toluene, xylene, methicylene, cyclohexylbenz
  • aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, methicylene, cyclohexylbenzene, and tetralin are preferred in that they have low water solubility and are not easily altered.
  • organic electroluminescent devices use many materials such as cathodes that deteriorate significantly due to moisture, the presence of moisture in the composition causes moisture to remain in the dried film, degrading the device characteristics. There is a possibility. Therefore, it is preferable to reduce the amount of water in the composition.
  • Examples of the method for reducing the amount of water in the composition include a nitrogen gas seal, use of a desiccant, a method of dehydrating a solvent in advance, and a method of using a solvent having low water solubility.
  • the use of a solvent having low solubility in water is preferable because the solution film can prevent whitening by absorbing moisture in the atmosphere during the wet film-forming process.
  • the solubility of water at 25 ° C. of the solvent contained in the composition for a charge transport film of the present invention is preferably 1% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or less. .
  • the boiling point of the solvent in the composition for charge transport film is preferably 100 ° C. or higher, and 150 ° C. More preferably, it is more preferably 200 ° C. or higher.
  • the solvent in order to obtain a more uniform film, it is necessary for the solvent to evaporate at an appropriate rate from the liquid film immediately after film formation.
  • the lower limit of the boiling point of the solvent is usually preferably 80 ° C., more preferably 100 ° C., and further preferably 120 ° C.
  • an upper limit is usually less than 270 degreeC, it is more preferable that it is less than 250 degreeC, and it is further more preferable that it is less than 230 degreeC.
  • a solvent that satisfies the above-mentioned conditions that is, solute solubility, evaporation rate, and water solubility may be used alone, but if a solvent that satisfies all the conditions cannot be selected, two or more solvents may be mixed. It can also be used.
  • the charge transport film composition of the present invention particularly the charge transport film composition used as the composition for an organic electroluminescence device, preferably contains a luminescent material.
  • the light emitting material refers to a component that mainly emits light in the composition for a charge transport film of the present invention, and corresponds to a dopant component in an organic electroluminescent device. That is, of the amount of light emitted from the charge transport film composition (unit: cd / m 2 ), usually 10 to 100%, preferably 20 to 100%, more preferably 50 to 100%, most preferably 80 to 100%. When% is identified as luminescence from a component material, that component is defined as the luminescent material.
  • the luminescent material any known material can be used.
  • a fluorescent luminescent material and a phosphorescent luminescent material can be used alone or in combination. From the viewpoint of internal quantum efficiency, a phosphorescent material is preferred.
  • the maximum emission peak wavelength of the luminescent material is preferably in the range of 390 to 490 nm.
  • fluorescent dyes that emit blue light include perylene, pyrene, anthracene, coumarin, p-bis (2-phenylethenyl) benzene, and derivatives thereof.
  • green fluorescent dye examples include quinacridone derivatives and coumarin derivatives.
  • yellow fluorescent dyes examples include rubrene and perimidone derivatives.
  • red fluorescent dyes examples include DCM compounds, benzopyran derivatives, rhodamine derivatives, benzothioxanthene derivatives and azabenzothioxanthene.
  • Examples of the phosphorescent material include an organometallic complex containing a metal selected from Groups 7 to 11 of the periodic table.
  • Preferred examples of the metal in the phosphorescent organometallic complex containing a metal selected from Groups 7 to 11 of the periodic table include ruthenium, rhodium, palladium, silver, rhenium, osmium, iridium, platinum and gold.
  • organometallic complexes compounds represented by the following general formulas (V) and (VI) are preferable.
  • M represents a metal
  • q represents the valence of the metal
  • L and L ′ represent a bidentate ligand
  • j represents an integer of 0-2.
  • M d represents a metal
  • T represents a carbon atom or a nitrogen atom.
  • R 92 to R 95 each independently represents a substituent. However, when T is nitrogen, R 94 and R 95 are absent.
  • M represents an arbitrary metal, and specific examples thereof include the metals described above as the metal selected from Groups 7 to 11 of the periodic table.
  • bidentate ligands L and L ′ in the general formula (V) each represent a ligand containing the following partial structure.
  • L ′ the following are particularly preferable from the viewpoint of the stability of the complex.
  • ring A1 represents an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group
  • ring A2 represents a nitrogen-containing aromatic heterocyclic group, and these may have a substituent. Good.
  • examples of the substituent include a halogen atom such as a fluorine atom; an alkyl group such as a methyl group and an ethyl group; an alkenyl group such as a vinyl group; a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group An alkoxy group such as a methoxy group and an ethoxy group; an aryloxy group such as a phenoxy group and a benzyloxy group; a dialkylamino group such as a dimethylamino group and a diethylamino group; a diarylamino group such as a diphenylamino group; a carbazolyl group An acetyl group such as an acetyl group; a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group; a cyano group; an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group, a naphthy
  • Preferred examples of the compound represented by the general formula (V) include compounds represented by the following formulas (Va), (Vb), and (Vc).
  • Ma represents a metal
  • w represents the valence of the metal.
  • Ring A1 represents an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent
  • ring A2 represents a nitrogen-containing aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
  • M b represents a metal
  • w is represents the valence of the metal
  • Ring A1 represents an optionally substituted aromatic hydrocarbon group or an optionally substituted aromatic heterocyclic group
  • Ring A2 includes an optionally substituted substituent. Represents a nitrogen aromatic heterocyclic group.
  • M c represents a metal
  • w is represents the valence of the metal
  • J represents an integer of 0-2.
  • each of ring A1 and ring A1 ′ independently represents an aromatic hydrocarbon group that may have a substituent or an aromatic heterocyclic group that may have a substituent.
  • Ring A2 and ring A2 ′ each independently represent a nitrogen-containing aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
  • examples of the group constituting the ring A1 and the ring A1 ′ include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a thienyl group, a furyl group, a benzo Preferred examples include thienyl group, benzofuryl group, pyridyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, carbazolyl group and the like.
  • Examples of the group constituting ring A2 and ring A2 ′ include pyridyl group, pyrimidyl group, pyrazyl group, triazyl group, benzothiazole group, benzoxazole group, benzimidazole group, quinolyl group, isoquinolyl group, quinoxalyl group and Preferable examples include a phenanthridyl group.
  • examples of the substituent that the ring A1, ring A1 ′ ring A2 and ring A2 ′ may have include, for example, a halogen atom such as a fluorine atom; an alkyl group such as a methyl group and an ethyl group; an alkenyl such as a vinyl group Groups; alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group; alkoxy groups such as methoxy group and ethoxy group; aryloxy groups such as phenoxy group and benzyloxy group; dialkylamino groups such as dimethylamino group and diethylamino group; A diarylamino group such as an amino group; a carbazolyl group; an acyl group such as an acetyl group; a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group; and a cyano group.
  • a halogen atom such as a fluorine atom
  • the number of carbon atoms is preferably 1-6.
  • the number of carbon atoms is preferably 2-6.
  • the carbon number is usually preferably 2 to 6.
  • the number of carbon atoms is preferably 1-6.
  • the carbon number is preferably 6 to 14 in general.
  • the carbon number is usually preferably 2 to 24.
  • the carbon number is usually preferably 12 to 28.
  • the carbon number is usually preferably 1 to 14.
  • the number of carbon atoms is preferably 1-12.
  • substituents may be connected to each other to form a ring.
  • a substituent of ring A1 and a substituent of ring A2 are bonded, or a substituent of ring A1 ′ and a substituent of ring A2 ′ are bonded to form one condensed group.
  • a ring may be formed. Examples of such a condensed ring group include a 7,8-benzoquinoline group.
  • an alkyl group, an alkoxy group, an aromatic hydrocarbon group, a cyano group, a halogen atom, a haloalkyl group, a diarylamino group and a carbazolyl group are preferable.
  • examples of M a , M b and M c include the same metals as M described above, and among these, ruthenium, rhodium, palladium, silver, rhenium, osmium, iridium, platinum and gold are preferable.
  • organometallic complex represented by the general formula (V), (Va), (Vb) or (Vc) are shown below, but are not limited to the following compounds (in the following, Ph ′ is Represents a phenyl group).
  • organometallic complexes represented by the general formulas (V), (Va), (Vb), and (Vc) in particular, a 2-arylpyridine ligand as at least one of the ligands L and L ′ That is, a complex having 2-arylpyridine, a complex in which a substituent is bonded to 2-arylpyridine, and a complex in which substituents are bonded to each other to form a condensed ring are preferable.
  • M d represents a metal, and specific examples thereof include the metals described above as the metal selected from Groups 7 to 11 of the periodic table. Among these, ruthenium, rhodium, palladium, silver, rhenium, osmium, iridium, platinum and gold are preferable, and divalent metals such as platinum and palladium are preferable.
  • R 92 and R 93 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an aralkyl group, an alkenyl group, a cyano group, an amino group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, or a carboxyl group.
  • R 94 and R 95 each independently represents a substituent represented by the same exemplary compounds and R 92 and R 93. Further, as described above, when T is a nitrogen atom, there is no R 94 or R 95 .
  • R 92 to R 95 may further have a substituent.
  • a substituent there is no restriction
  • R 92 to R 95 may be connected to each other to form a ring, and this ring may further have an arbitrary substituent.
  • T-1, T-10 to T-15 organometallic complexes represented by the general formula (VI) are shown below, but are not limited to the following exemplified compounds.
  • Me represents a methyl group
  • Et represents an ethyl group.
  • composition for a charge transport film of the present invention in particular, the composition for a charge transport film used as a composition for an organic electroluminescence device, in addition to the solvent and the light emitting material described above, various other solvents may be included.
  • such other solvents include amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide, and dimethyl sulfoxide.
  • various additives, such as a leveling agent and an antifoamer may be included.
  • a photo-curing resin or a thermosetting resin is used for the purpose of curing and insolubilizing after film formation. Can also be contained.
  • Charge transport film composition in particular, charge transport material, light emitting material, and components that can be added as required in leveling composition for organic electroluminescence device (leveling)
  • the lower limit of the solid content concentration such as an agent is usually preferably 0.01% by mass, more preferably 0.05% by mass, still more preferably 0.1% by mass, and It is particularly preferably 5% by mass, and most preferably 1% by mass.
  • the upper limit is usually preferably 80% by mass, more preferably 50% by mass, further preferably 40% by mass, particularly preferably 30% by mass, and 20% by mass. Is most preferred.
  • the lower limit of the mass ratio of the light emitting material / charge transport material is usually 0.1 / 99.9.
  • the ratio is more preferably 0.5 / 99.5, still more preferably 1/99, and most preferably 2/98 or more.
  • the upper limit is usually preferably 50/50, more preferably 40/60, still more preferably 30/70, and most preferably 20/80. .
  • composition for a charge transport film of the present invention comprises a charge transport material, a light emitting material, and a leveling agent that can be added as necessary. It can be prepared by dissolving a solute containing various additives such as an antifoaming agent in an appropriate solvent.
  • the dissolution step may be performed at room temperature, but when the dissolution rate is slow, it can be heated and dissolved.
  • a filtration step such as filtering may be applied as necessary.
  • composition for an organic electroluminescent device When an organic electroluminescent device is produced by forming a layer by a wet film forming method using the composition for a charge transport film of the present invention (composition for an organic electroluminescent device), moisture is added to the composition for the organic electroluminescent device to be used. If there is water, moisture will be mixed into the formed film and the uniformity of the film will be impaired, so that the water content in the composition for charge transport films of the present invention, particularly the composition for organic electroluminescent elements, should be as low as possible. Is preferred.
  • organic electroluminescent devices use many materials such as cathodes that deteriorate significantly due to moisture, when moisture is present in the charge transport film composition, moisture remains in the dried film. However, there is a possibility of deteriorating the characteristics of the element, which is not preferable.
  • the amount of water contained in the composition for a charge transport film of the present invention is usually preferably 1% by mass or less, and preferably 0.1% by mass or less. It is more preferable that the content is 0.01% by mass or less.
  • the composition for a charge transport film of the present invention is used at room temperature in order to improve stability in a wet film forming process, for example, ejection stability from a nozzle in an ink jet film forming method. It is preferably a uniform liquid.
  • “Uniform liquid at normal temperature” means that the composition is a liquid composed of a uniform phase and that the composition does not contain a particle component having a particle size of 0.1 ⁇ m or more.
  • the lower limit of the viscosity at 25 ° C. of the composition for a charge transport film of the present invention, particularly the composition for an organic electroluminescence device, is usually preferably 2 mPa ⁇ s, more preferably 3 mPa ⁇ s, and more preferably 5 mPa ⁇ s. More preferably.
  • an upper limit is 1000 mPa * s normally, It is more preferable that it is 100 mPa * s, It is further more preferable that it is 50 mPa * s.
  • the viscosity By setting the viscosity to be equal to or higher than the lower limit, for example, coating surface nonuniformity due to excessive liquid film flow in the film forming process, nozzle discharge failure in ink jet film formation, and the like are less likely to occur. Further, by setting the viscosity of the charge transport film composition, particularly the organic electroluminescence device composition, to the upper limit or less, nozzle clogging or the like in ink jet film formation is less likely to occur.
  • the surface tension at 20 ° C. of the composition for a charge transport film of the present invention is usually preferably less than 50 mN / m, and more preferably less than 40 mN / m.
  • the vapor pressure at 25 ° C. of the composition for a charge transport film of the present invention, particularly the composition for an organic electroluminescence device is usually preferably 50 mmHg or less, more preferably 10 mmHg or less, and further preferably 1 mmHg or less.
  • the organic electroluminescent device of the present invention is particularly suitable if it includes one or more organic layers on a pair of electrodes formed on a substrate, and at least one of the organic layers contains the charge transport material of the present invention. It is not limited.
  • the organic layer is not uniform depending on the layer structure of the organic electroluminescent element, but for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are included. Can be mentioned.
  • the organic layer means a light emitting layer
  • the light emitting layer has a charge transporting ability and contains the charge transport material of the present invention.
  • an organic electroluminescent device including a plurality of organic layers
  • at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer and an electron injection layer is the charge of the present invention. What is necessary is just to contain a transport material.
  • the layer structure of the organic layer of the organic electroluminescent element having a plurality of organic layers is not particularly limited as long as it can emit light, and examples thereof include organic electroluminescent elements having the following layer structure.
  • Organic electroluminescent device composed of at least a light emitting layer and an electron transport layer 2) Organic electroluminescent device composed of at least a hole transport layer and a light emitting layer 3) From at least a hole transport layer, a light emitting layer and an electron transport layer Constructed organic electroluminescent device
  • the layer configuration of the organic electroluminescent element of the present invention a general method for forming the same, and the like will be described with reference to FIG.
  • the dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an organic electroluminescent element according to the present invention.
  • the organic electroluminescent device shown in FIG. 1 has an anode 2, a hole injection layer 3, a hole transport layer 4, a light emitting layer 5, a hole blocking layer 6, an electron transport layer 7, an electron injection layer 8 and a substrate 1.
  • the cathode 9 has a structure in which the cathodes 9 are sequentially laminated.
  • the wet film forming method refers to, for example, spin coating method, dip coating method, die coating method, bar coating method, blade coating method, roll coating method, spray coating method, capillary coating method, ink jet method, screen printing.
  • a method of forming a film by a wet method such as a method, a gravure printing method and a flexographic printing method.
  • the substrate 1 serves as a support for the organic electroluminescent element, and a quartz or glass plate, a metal plate or a metal foil, a plastic film, a sheet, or the like is used.
  • glass plates and transparent synthetic resin plates such as polyester, polymethacrylate, polycarbonate and polysulfone are preferred.
  • the organic electroluminescent element When using a synthetic resin substrate, it is necessary to pay attention to gas barrier properties. If the gas barrier property of the substrate is too small, the organic electroluminescent element may be deteriorated by the outside air that has passed through the substrate.
  • a method of providing a gas barrier property by providing a dense silicon oxide film or the like on at least one surface of the synthetic resin substrate is also a preferable method.
  • the anode 2 serves to inject holes into the layer on the light emitting layer side.
  • the anode 2 is usually a metal such as aluminum, gold, silver, nickel, palladium and platinum, a metal oxide such as an oxide of indium and / or tin, a metal halide such as copper iodide, carbon black, or poly It is composed of conductive polymers such as (3-methylthiophene), polypyrrole and polyaniline.
  • the formation of the anode 2 is usually performed by a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like.
  • a sputtering method a vacuum deposition method, or the like.
  • an appropriate binder resin solution It is also possible to form the anode 2 by dispersing it and applying it onto the substrate 1.
  • a thin film can be directly formed on the substrate 1 by electrolytic polymerization, or the anode 2 can be formed by applying a conductive polymer on the substrate 1 (Appl. Phys. Lett. 60, 2711, 1992).
  • the anode 2 usually has a single layer structure, but may have a laminated structure including a plurality of materials as desired.
  • the thickness of the anode 2 varies depending on the required transparency.
  • the visible light transmittance is usually preferably 60% or more, and more preferably 80% or more.
  • the thickness of the anode 2 is usually preferably 5 nm or more, and more preferably 10 nm or more.
  • the thickness of the anode 2 is arbitrary, and the anode 2 may be the same as the substrate 1. Furthermore, it is also possible to laminate different conductive materials on the anode 2 described above.
  • the surface of the anode 2 is treated with ultraviolet (UV) / ozone, or with oxygen plasma or argon plasma. It is preferable to do.
  • the hole injection layer 3 is a layer that transports holes from the anode 2 to the light emitting layer 5, and is usually formed on the anode 2.
  • the method for forming the hole injection layer 3 according to the present invention may be a vacuum deposition method or a wet film formation method, and is not particularly limited, but the hole injection layer 3 is formed by a wet film formation method from the viewpoint of reducing dark spots. It is preferable.
  • the film thickness of the hole injection layer 3 is usually preferably 5 nm or more, and more preferably 10 nm or more. Moreover, 1000 nm or less is preferable normally and 500 nm or less is more preferable.
  • the material for forming the hole injection layer 3 is usually mixed with an appropriate solvent (hole injection layer solvent) to form a film-forming composition (positive A composition for forming a hole injection layer) is prepared.
  • this hole injection layer forming composition is applied onto a layer corresponding to the lower layer of the hole injection layer 3 (usually an anode) by an appropriate technique, formed into a film, and dried to inject holes. Layer 3 is formed.
  • the composition for forming a hole injection layer usually contains a hole transporting compound and a solvent as a constituent material of the hole injection layer.
  • the hole transporting compound is a compound having a hole transporting property that is usually used in a hole injection layer of an organic electroluminescence device, and may be a polymer compound or the like, a monomer or the like. Although it may be a low molecular weight compound, it is preferably a high molecular weight compound.
  • the hole transporting compound is preferably a compound having an ionization potential of 4.5 eV to 6.0 eV from the viewpoint of a charge injection barrier from the anode 2 to the hole injection layer 3.
  • Examples of the hole transporting compound include aromatic amine derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, oligothiophene derivatives, polythiophene derivatives, benzylphenyl derivatives, compounds in which a tertiary amine is linked by a fluorene group, hydrazone derivatives, silazane derivatives, silanamines.
  • the derivative includes, for example, an aromatic amine derivative and includes an aromatic amine itself and a compound having an aromatic amine as a main skeleton. It may be a body.
  • the hole transporting compound used for forming the hole injection layer 3 may contain any one of these compounds alone, or may contain two or more kinds.
  • the combination is arbitrary, but one or more kinds of aromatic tertiary amine polymer compounds and one or two kinds of other hole transporting compounds. It is preferable to use the above in combination.
  • an aromatic amine compound is preferable from the viewpoint of amorphousness and visible light transmittance, and an aromatic tertiary amine compound is particularly preferable.
  • the aromatic tertiary amine compound is a compound having an aromatic tertiary amine structure, and includes a compound having a group derived from an aromatic tertiary amine.
  • the type of the aromatic tertiary amine compound is not particularly limited, but from the viewpoint of uniform light emission due to the surface smoothing effect, a polymer compound having a weight average molecular weight of 1,000 or more and 1,000,000 or less (a polymerizable compound in which repeating units are linked) is further included. preferable.
  • Preferred examples of the aromatic tertiary amine polymer compound include a polymer compound having a repeating unit represented by the following formula (VII).
  • Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aromatic hydrocarbon group that may have a substituent or an aromatic heterocyclic group that may have a substituent.
  • Ar 3 to Ar 5 each independently represents an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
  • Y represents a linking group selected from the following linking group group. Further, among Ar 1 to Ar 5 , two groups bonded to the same N atom may be bonded to each other to form a ring.
  • Ar 6 to Ar 16 each independently represents an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
  • R 101 and R 102 each independently represent a hydrogen atom or an arbitrary substituent.
  • the aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group of Ar 1 to Ar 16 include a benzene ring, a naphthalene ring, a phenanthrene ring, and a thiophene from the viewpoint of the solubility, heat resistance, and hole injection / transport properties of the polymer compound.
  • a group derived from a ring and a pyridine ring is preferred, and a group derived from a benzene ring and a naphthalene ring is more preferred.
  • the aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group of Ar 1 to Ar 16 may further have a substituent.
  • the molecular weight of the substituent is usually preferably 400 or less, and more preferably 250 or less.
  • an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group and the like are preferable.
  • R 101 and R 102 are arbitrary substituents
  • substituents include alkyl groups, alkenyl groups, alkoxy groups, silyl groups, siloxy groups, aromatic hydrocarbon groups, and aromatic heterocyclic groups.
  • aromatic tertiary amine polymer compound having a repeating unit represented by the formula (VII) include those described in International Publication No. 2005/089024.
  • a conductive polymer obtained by polymerizing 3,4-ethylenedioxythiophene (3,4-ethylenedioxythiophene), which is a polythiophene derivative, in a high molecular weight polystyrene sulfonic acid.
  • the end of the polymer may be capped with methacrylate or the like.
  • the hole transporting compound may be a crosslinkable polymer described in the following [Hole transporting layer]. The same applies to the film formation method when the crosslinkable polymer is used.
  • the concentration of the hole transporting compound in the composition for forming a hole injection layer is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but the lower limit is usually 0.01% by mass in terms of film thickness uniformity. Is preferable, 0.1 mass% is more preferable, and 0.5 mass% is further more preferable.
  • the upper limit is usually preferably 70% by mass, more preferably 60% by mass, and further preferably 50% by mass.
  • the concentration of the hole transporting compound not more than the above upper limit, it is possible to prevent the occurrence of film thickness unevenness. Moreover, by setting it as more than the said minimum, a defect may arise in the formed positive hole injection layer.
  • the composition for forming a hole injection layer preferably contains an electron accepting compound as a constituent material of the hole injection layer.
  • the electron-accepting compound a compound having an oxidizing power and an ability to accept one electron from the hole transporting compound described above is preferable. Specifically, a compound with an electron affinity of 4 eV or more is preferable, and a compound with a compound of 5 eV or more is more preferable.
  • electron-accepting compounds include triarylboron compounds, metal halides, Lewis acids, organic acids, onium salts, salts of arylamines and metal halides, and salts of arylamines and Lewis acids. Examples thereof include one or more compounds selected from the group.
  • an onium salt substituted with an organic group such as 4-isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium tetrakis (penderfluorophenyl) borate, triphenylsulfonium tetrafluoroborate (WO 2005/089024).
  • an organic group such as 4-isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium tetrakis (penderfluorophenyl) borate, triphenylsulfonium tetrafluoroborate (WO 2005/089024).
  • Iron (III) chloride Japanese Unexamined Patent Publication No.
  • high valent inorganic compounds such as ammonium peroxodisulfate; cyano compounds such as tetracyanoethylene, tris (pendafluorophenyl) borane (special Japan) Aromatic boron compounds; fullerene derivatives; iodine; sulfonate ions such as polystyrene sulfonate ions, alkylbenzene sulfonate ions, camphor sulfonate ions, and the like.
  • These electron accepting compounds can improve the conductivity of the hole injection layer by oxidizing the hole transporting compound.
  • the content of the electron-accepting compound in the hole-injecting layer or the composition for forming a hole-injecting layer is usually preferably 0.1 mol% or more and more preferably 1 mol% or more with respect to the hole-transporting compound. . Moreover, 100 mol% or less is preferable normally and 40 mol% or less is more preferable.
  • Examples of other components include various light emitting materials, electron transporting compounds, binder resins, and coating property improving agents.
  • 1 type may be used for another component and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.
  • solvent It is preferable that at least one of the solvents contained in the composition for forming a hole injection layer used in the wet film forming method can dissolve the constituent material of the hole injection layer described above.
  • the boiling point of this solvent is usually preferably 110 ° C. or higher, more preferably 140 ° C. or higher.
  • a solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, particularly 300 ° C. or lower is preferable.
  • the drying speed becomes moderate and good film quality can be obtained.
  • the boiling point of the solvent By setting the boiling point of the solvent to the above lower limit or more, the drying speed becomes moderate and good film quality can be obtained.
  • the boiling point of the solvent By setting the boiling point of the solvent to the above upper limit or less, it is unnecessary to increase the temperature of the drying step, and it is possible to prevent adverse effects on other layers and the substrate.
  • solvent examples include ethers, esters, aromatic hydrocarbons and amides, and dimethyl sulfoxide can also be used. Specific examples of each solvent are as described above.
  • solvents may be used alone or in combination of two or more in any ratio.
  • the composition After preparing the composition for forming a hole injection layer, the composition is applied onto a layer (usually the anode 2) located on the outer surface of the substrate by wet film formation, and then hole injection is performed by drying. Layer 3 is formed.
  • a layer usually the anode 2 located on the outer surface of the substrate by wet film formation, and then hole injection is performed by drying. Layer 3 is formed.
  • the temperature in the coating step is preferably 10 ° C. or higher, and preferably 50 ° C. or lower in order to prevent film loss due to the formation of crystals in the composition.
  • the relative humidity in the coating step is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually preferably 0.01 ppm or more, and more preferably 80% or less.
  • the film of the composition for forming a hole injection layer is usually dried by heating or the like.
  • the heating means used in this heating step include a clean oven, a hot plate, infrared rays, a halogen heater, and microwave irradiation.
  • a clean oven and a hot plate are preferable in order to uniformly apply heat to the entire film.
  • the heating temperature in the heating step is preferably heated at a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent used in the composition for forming a hole injection layer as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
  • the temperature in the heating step is preferably 120 ° C. or higher and 410 ° C. or lower.
  • the heating time is not limited as long as the heating temperature is not lower than the boiling point of the solvent of the composition for forming a hole injection layer and sufficient insolubilization of the coating film does not occur, but it is not shorter than 10 seconds and not longer than 180 minutes. It is preferable.
  • Heating may be performed in two steps.
  • the hole injection layer 3 is formed by vacuum deposition
  • one or more of the constituent materials of the hole injection layer 3 are placed in a vacuum vessel. Place in the crucibles installed (in each crucible when two or more materials are used), evacuate the inside of the vacuum vessel to about 10 ⁇ 4 Pa with a suitable vacuum pump, and then heat the crucible (2 When using more than one kind of material, heat each crucible) and evaporate by controlling the amount of evaporation (when using more than two kinds of materials, evaporate by controlling the amount of evaporation independently)
  • a hole injection layer 3 is formed on the anode 2 of the substrate placed face to face.
  • the hole injection layer 3 can also be formed by putting those mixtures into a crucible, heating and evaporating.
  • the degree of vacuum at the time of vapor deposition is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but it is usually preferably 0.1 ⁇ 10 ⁇ 6 Torr (0.13 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa) or more, and usually 9.0. It is preferably not more than ⁇ 10 ⁇ 6 Torr (12.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa).
  • the deposition rate is not limited as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but it is usually preferably 0.1 liter / second or more, and usually 5.0 liter / second or less.
  • the film forming temperature at the time of vapor deposition is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is preferably 10 ° C. or higher, and preferably 50 ° C. or lower.
  • the method for forming the hole transport layer 4 according to the present invention may be a vacuum deposition method or a wet film formation method, and is not particularly limited, but the hole transport layer 4 is formed by a wet film formation method from the viewpoint of reducing dark spots. It is preferable.
  • the hole transport layer 4 can be formed on the hole injection layer 3 when there is a hole injection layer and on the anode 2 when there is no hole injection layer 3.
  • the organic electroluminescent device of the present invention may have a configuration in which the hole transport layer is omitted.
  • the material forming the hole transport layer 4 is preferably a material having high hole transportability and capable of efficiently transporting injected holes.
  • the ionization potential is small, the transparency to visible light is high, the hole mobility is large, the stability is excellent, and impurities that become traps are less likely to be generated during manufacture or use.
  • the light emission from the light emitting layer 5 is not quenched or the exciplex is formed between the light emitting layer 5 and the efficiency is not lowered.
  • Such a material for the hole transport layer 4 may be any material conventionally used as a constituent material for the hole transport layer.
  • the hole transport property used for the hole injection layer 3 described above. What was illustrated as a compound is mentioned.
  • polyvinylcarbazole derivatives polyarylamine derivatives, polyvinyltriphenylamine derivatives, polyfluorene derivatives, polyarylene derivatives, polyarylene ether sulfone derivatives containing tetraphenylbenzidine, polyarylene vinylene derivatives, polysiloxane derivatives, polythiophenes Derivatives, poly (p-phenylene vinylene) derivatives, and the like.
  • alternating copolymer may be any of an alternating copolymer, a random polymer, a block polymer, or a graft copolymer. Further, it may be a polymer having a branched main chain and three or more terminal portions, or a so-called dendrimer.
  • polyarylamine derivatives and polyarylene derivatives are preferred.
  • the polyarylamine derivative is preferably a polymer containing a repeating unit represented by the following general formula (VIII).
  • a polymer containing a repeating unit represented by the following general formula (VIII) is preferable.
  • Ar a or Ar b may be different in each repeating unit.
  • Ar a and Ar b each independently represent an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
  • aromatic hydrocarbon group which may have a substituent
  • examples of the aromatic hydrocarbon group which may have a substituent include, for example, a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, perylene ring, tetracene ring, pyrene ring, benzpyrene ring, chrysene ring, triphenylene ring, and acenaphthene.
  • examples thereof include a group derived from a 6-membered monocyclic
  • Examples of the aromatic heterocyclic group which may have a substituent include a furan ring, a benzofuran ring, a thiophene ring, a benzothiophene ring, a pyrrole ring, a pyrazole ring, an imidazole ring, an oxadiazole ring, an indole ring, and a carbazole.
  • Ar a and Ar b are each independently selected from the group consisting of a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, triphenylene ring, pyrene ring, thiophene ring, pyridine ring and fluorene ring.
  • a group derived from a selected ring or a group formed by connecting two or more benzene rings is preferable.
  • a group derived from a benzene ring (phenyl group), a group formed by connecting two benzene rings (biphenyl group), and a group derived from a fluorene ring (fluorenyl group) are preferable.
  • Examples of the substituent that the aromatic hydrocarbon group and the aromatic heterocyclic group in Ar a and Ar b may have include, for example, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, and an alkoxycarbonyl group. , Dialkylamino group, diarylamino group, acyl group, halogen atom, haloalkyl group, alkylthio group, arylthio group, silyl group, siloxy group, cyano group, aromatic hydrocarbon ring group and aromatic heterocyclic group.
  • polyarylene derivative examples include a polymer having, in its repeating unit, an arylene group such as an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent exemplified as the above-mentioned Ar a or Ar b. .
  • the polyarylene derivative is preferably a polymer having a repeating unit composed of at least one of the following general formula (IX-1) and the following formula (IX-2).
  • R a , R b , R c and R d are each independently an alkyl group, an alkoxy group, a phenylalkyl group, a phenylalkoxy group, a phenyl group, a phenoxy group, an alkylphenyl group, An alkoxyphenyl group, an alkylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, or a carboxy group is represented.
  • t and s each independently represents an integer of 0 to 3. When t or s is 2 or more, a plurality of R a or R b contained in one molecule may be the same or different, and adjacent R a or R b may form a ring. Good.
  • R e and R f each independently have the same meaning as R a , R b , R c or R d in general formula (IX-1).
  • r and u each independently represents an integer of 0 to 3.
  • a plurality of R e and R f contained in one molecule may be the same or different, and adjacent R e or R f may form a ring.
  • X represents an atom or an atomic group constituting a 5-membered ring or a 6-membered ring.
  • R 103 represents a hydrogen atom or an arbitrary organic group.
  • the organic group in the present invention is a group containing at least one carbon atom.
  • the polyarylene derivative includes a repeating unit represented by the following general formula (IX-3) in addition to the repeating unit consisting of at least one of the general formula (IX-1) and the general formula (IX-2). It is preferable to have a unit.
  • Ar c to Ar j each independently represents an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
  • v and w each independently represent 0 or 1.
  • Ar c to Ar j are the same as Ar a and Ar b in the general formula (VIII).
  • a composition for forming a hole transport layer is prepared in the same manner as the formation of the hole injection layer 3 and then heated and dried after the wet film formation. .
  • the composition for forming a hole transport layer contains a solvent in addition to the above-described hole transport compound.
  • the solvent used is the same as that used for the composition for forming a hole injection layer.
  • the film forming conditions and the heat drying conditions are also the same as in the case of forming the hole injection layer 3.
  • the film forming conditions and the like are the same as in the case of forming the hole injection layer 3.
  • the hole transport layer 4 may contain various light emitting materials, electron transport compounds, binder resins, coatability improvers, and the like in addition to the above hole transport compounds.
  • the hole transport layer 4 may also be a layer formed by crosslinking a crosslinkable compound.
  • the crosslinkable compound is a compound having a crosslinkable group, and forms a network polymer compound by crosslinking.
  • crosslinkable group examples include groups derived from cyclic ethers such as oxetane and epoxy; groups derived from unsaturated double bonds such as vinyl group, trifluorovinyl group, styryl group, acrylic group, methacryloyl and cinnamoyl; Examples include butene-derived groups.
  • the crosslinkable compound may be any of a monomer, an oligomer and a polymer.
  • the crosslinkable compound may have only 1 type, and may have 2 or more types by arbitrary combinations and ratios.
  • the crosslinkable compound it is preferable to use a hole transporting compound having a crosslinkable group.
  • the hole transporting compound include nitrogen-containing aromatic compound derivatives such as pyridine derivatives, pyrazine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, quinoline derivatives, phenanthroline derivatives, carbazole derivatives, phthalocyanine derivatives and porphyrin derivatives, triphenylamine derivatives, Examples include silole derivatives, oligothiophene derivatives, condensed polycyclic aromatic derivatives, and metal complexes.
  • nitrogen-containing aromatic derivatives such as pyridine derivatives, pyrazine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, quinoline derivatives, phenanthroline derivatives and carbazole derivatives, triphenylamine derivatives, silole derivatives, condensed polycyclic aromatic derivatives and metal complexes are preferable.
  • a triphenylamine derivative is particularly preferable.
  • crosslinkable compound examples include those in which a crosslinkable group is bonded to a main chain or a side chain with respect to these hole transporting compounds.
  • the crosslinkable group is preferably bonded to the main chain via a linking group such as an alkylene group.
  • the hole transporting compound is preferably a polymer containing a repeating unit having a crosslinkable group, and is crosslinked to the general formulas (VIII) and (IX-1) to (IX-3).
  • a polymer having a repeating unit in which a functional group is bonded directly or via a linking group is preferred.
  • a composition for forming a hole transport layer in which a crosslinkable compound is dissolved or dispersed in a solvent is usually prepared and deposited by wet film formation. To crosslink.
  • the composition for forming a hole transport layer may contain an additive that promotes a crosslinking reaction.
  • additives that promote the crosslinking reaction include polymerization initiators such as alkylphenone compounds, acylphosphine oxide compounds, metallocene compounds, oxime ester compounds, azo compounds, and onium salts; polymerization accelerators; condensed polycyclic hydrocarbons, porphyrins Examples thereof include photosensitizers such as compounds and diaryl ketone compounds.
  • a coating property improving agent such as a leveling agent and an antifoaming agent, an electron accepting compound, a binder resin, and the like.
  • the content of the crosslinkable compound in the composition for forming a hole transport layer is usually preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and further preferably 0.1% by mass or more. Further, it is usually preferably 50% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, and further preferably 10% by weight or less.
  • a composition for forming a hole transport layer containing a crosslinkable compound at the above concentration is formed on the lower layer (usually the hole injection layer 3), and then crosslinked by irradiation with active energy such as heating and / or light. It is preferable to form a network polymer compound.
  • the conditions such as temperature and humidity during film formation are the same as those during the wet film formation of the hole injection layer 3.
  • the heating method after film formation is not particularly limited. As heating temperature conditions, 120 degreeC or more is preferable normally and 400 degrees C or less is more preferable.
  • the heating time is usually preferably 1 minute or longer and more preferably 24 hours or shorter.
  • the heating means is not particularly limited, and means such as placing a laminated body having a deposited layer on a hot plate and heating in an oven are used. For example, conditions such as heating at 120 ° C. or higher for 1 minute or longer on a hot plate can be used.
  • a method of irradiating directly using an ultraviolet / visible / infrared light source such as an ultra high pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a halogen lamp and an infrared lamp, and the above-mentioned light source is incorporated.
  • an ultraviolet / visible / infrared light source such as an ultra high pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a halogen lamp and an infrared lamp, and the above-mentioned light source.
  • Examples include a mask aligner and a method of irradiation using a conveyor type light irradiation device.
  • the irradiation time it is preferable to set conditions necessary for reducing the solubility of the film, but usually it is preferably 0.1 seconds or longer and more preferably 10 hours or shorter.
  • Heating and irradiation of active energy such as light may be performed individually or in combination.
  • the order of implementation is not particularly limited.
  • the film thickness of the hole transport layer 4 thus formed is usually preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more. Moreover, 300 nm or less is preferable normally and 100 nm or less is more preferable.
  • a light emitting layer 5 is usually provided on the hole injection layer 3.
  • the light emitting layer 5 is a layer containing, for example, the above-described light emitting material. Between the electrodes to which an electric field is applied, the holes injected from the anode 2 through the hole injection layer 3 and the cathode 9 through the electron transport layer 7 are injected. It is a layer that is excited by recombination with the generated electrons and becomes a main light emitting source.
  • the light emitting layer 5 preferably contains a light emitting material (dopant) and one or more host materials.
  • the light emitting layer 5 further preferably contains the charge transport material of the present invention as a host material.
  • the light emitting layer 5 may be formed by a vacuum deposition method, but is particularly preferably a layer produced by a wet film forming method using the composition for organic electroluminescent elements of the present invention.
  • the wet film-forming method is a method in which a composition containing a solvent is formed by spin coating, spray coating, dip coating, die coating, flexographic printing, screen printing, an inkjet method, or the like.
  • the light emitting layer 5 may contain other materials and components as long as the performance of the present invention is not impaired.
  • the effective electric field increases as the film thickness between the electrodes is smaller. As a result, more current is injected and the drive voltage decreases. Therefore, if the total film thickness between the electrodes is thinner, the driving voltage of the organic electroluminescent device is lowered. However, if the film thickness is too thin, a short circuit occurs due to the protrusion caused by the electrode such as ITO. Necessary.
  • the light emitting layer 5 and other organic materials such as the hole injection layer 3 and the electron transport layer 7 are used.
  • the total film thickness combined with the layers is usually preferably 30 nm or more, more preferably 50 nm or more, and still more preferably 100 nm or more.
  • the upper limit of the total film thickness is usually preferably 1000 nm, more preferably 500 nm, and still more preferably 300 nm.
  • the thickness of the hole injection layer 3 can be increased to reduce the thickness of the light emitting layer 5, and the drive voltage can be lowered while maintaining the total thickness to some extent.
  • the thickness of the light emitting layer 5 is usually preferably 10 nm or more, and more preferably 20 nm or more. Moreover, it is preferable that it is 300 nm or less normally, and it is more preferable that it is 200 nm or less.
  • the film thickness of the light emitting layer 5 is 30 nm or more normally, and it is more preferable that it is 50 nm or more. Moreover, it is preferable normally that it is 500 nm or less, and it is more preferable that it is 300 nm or less.
  • a hole blocking layer 6 may be provided between the light emitting layer 5 and an electron injection layer 8 described later.
  • the hole blocking layer 6 is a layer laminated on the light emitting layer 5 so as to be in contact with the interface of the light emitting layer 5 on the cathode 9 side.
  • the hole blocking layer 6 has a role of blocking holes moving from the anode 2 from reaching the cathode 9 and a role of efficiently transporting electrons injected from the cathode 9 toward the light emitting layer 5.
  • the physical properties required for the material constituting the hole blocking layer 6 include high electron mobility, low hole mobility, a large energy gap (difference between HOMO and LUMO), and excited triplet level (T1). Is high.
  • Examples of the material for the hole blocking layer satisfying such conditions include bis (2-methyl-8-quinolinolato) (phenolato) aluminum and bis (2-methyl-8-quinolinolato) (triphenylsilanolato) aluminum.
  • Mixed ligand complexes of, such as metal complexes such as bis (2-methyl-8-quinolato) aluminum- ⁇ -oxo-bis- (2-methyl-8-quinolinato) aluminum binuclear metal complexes, distyryl biphenyl derivatives, etc.
  • Triazole derivatives such as styryl compounds (Japanese Patent Laid-Open No.
  • a compound having at least one pyridine ring substituted at positions 2, 4, and 6 described in International Publication No. 2005/022962 is also preferable as a material for the hole blocking layer 6.
  • the hole blocking layer 6 There is no limitation on the formation method of the hole blocking layer 6. Therefore, it can be formed by a wet film forming method, a vapor deposition method, or other methods.
  • the film thickness of the hole blocking layer 6 is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually preferably 0.3 nm or more, and more preferably 0.5 nm or more. Moreover, 100 nm or less is preferable normally and 50 nm or less is more preferable.
  • An electron transport layer 7 may be provided between the light emitting layer 5 and an electron injection layer 8 described later.
  • the electron transport layer 7 is provided for the purpose of further improving the light emission efficiency of the device, and efficiently transports electrons injected from the cathode 9 between the electrodes to which an electric field is applied in the direction of the light emitting layer 5. Formed from a compound capable of
  • the electron injection efficiency from the cathode 9 or the electron injection layer 8 is high, and the injected electrons having high electron mobility are efficiently transported.
  • the compound which can be used is used.
  • Examples of the compound satisfying such conditions include metal complexes such as aluminum complexes of 8-hydroxyquinoline (Japanese Patent Laid-Open No. 59-194393), metal complexes of 10-hydroxybenzo [h] quinoline, oxadi Azole derivatives, distyrylbiphenyl derivatives, silole derivatives, 3-hydroxyflavone metal complexes, 5-hydroxyflavone metal complexes, benzoxazole metal complexes, benzothiazole metal complexes, trisbenzimidazolylbenzene (US Pat. No. 5,645,948), quinoxaline Compound (Japanese Unexamined Patent Publication No.
  • phenanthroline derivative Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-331459
  • 2-t-butyl-9,10-N, N′-dicyanoanthraquinone diimine 2-t-butyl-9,10-N, N′-dicyanoanthraquinone diimine
  • n-type hydrogen Amorphous silicon carbide n Type zinc sulfide and n-type zinc selenide.
  • the electron transport layer 7. There is no limitation on the method of forming the electron transport layer 7. Therefore, it can be formed by a wet film forming method, a vapor deposition method, or other methods.
  • the film thickness of the electron transport layer 7 is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually preferably 1 nm or more and more preferably 5 nm or more. Moreover, 300 nm or less is preferable normally and 100 nm or less is more preferable.
  • the electron injection layer 8 plays a role of efficiently injecting electrons injected from the cathode 9 into the light emitting layer 5.
  • the material for forming the electron injection layer 8 is preferably a metal having a low work function.
  • the film thickness is usually preferably 0.1 nm or more and more preferably 5 nm or less.
  • an organic electron transport compound represented by a metal complex such as a nitrogen-containing heterocyclic compound such as bathophenanthroline or an aluminum complex of 8-hydroxyquinoline is doped with an alkali metal such as sodium, potassium, cesium, lithium and rubidium ( Described in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-270171, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-1000047, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-1000048, and the like, thereby improving electron injection / transport properties and achieving excellent film quality. It is preferable because it becomes possible.
  • the film thickness in this case is usually preferably 5 nm or more, and more preferably 10 nm or more. Moreover, it is preferable that it is 200 nm or less normally, and it is more preferable that it is 100 nm or less.
  • the cathode 9 plays a role of injecting electrons into a layer on the light emitting layer 5 side (such as the electron injection layer 8 or the light emitting layer 5).
  • the material used for the anode 2 can be used, but a metal having a low work function is preferable for efficient electron injection.
  • Examples include suitable metals such as tin, magnesium, indium, calcium, aluminum and silver, and alloys thereof.
  • suitable metals such as tin, magnesium, indium, calcium, aluminum and silver, and alloys thereof.
  • Specific examples include low work function alloy electrodes such as magnesium-silver alloys, magnesium-indium alloys, and aluminum-lithium alloys.
  • the film thickness of the cathode 9 is usually the same as that of the anode 2.
  • the cathode 9 made of a low work function metal it is preferable to further stack a metal layer having a high work function and stable to the atmosphere because the stability of the device is increased.
  • metals such as aluminum, silver, copper, nickel, chromium, gold and platinum are used.
  • these materials may be used only by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
  • the organic electroluminescent element according to the present invention may have another configuration without departing from the gist thereof.
  • an arbitrary layer other than the above layers may be provided between the anode 2 and the cathode 9, and an arbitrary layer may be omitted.
  • Examples of the optional layer include an electron blocking layer.
  • the electron blocking layer is provided between the hole injection layer 3 or the hole transport layer 4 and the light emitting layer 5 and prevents electrons moving from the light emitting layer 5 from reaching the hole injection layer 3.
  • the probability of recombination of holes and electrons in the light emitting layer 5 is increased, the excitons generated are confined in the light emitting layer 5, and the holes injected from the hole injection layer 3 are efficiently collected. There is a role to transport in the direction of.
  • a phosphorescent material or a blue light emitting material is used as the light emitting material, it is effective to provide an electron blocking layer.
  • the properties required for the electron blocking layer include high hole transportability, a large energy gap (difference between HOMO and LUMO), and a high excited triplet level (T1).
  • the electron blocking layer is also required to be compatible with the wet film formation.
  • the material used for such an electron blocking layer include a copolymer of dioctylfluorene and triphenylamine typified by F8-TFB (International Publication No. 2004/084260).
  • the material of an electron blocking layer may use only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.
  • the method of forming the electron blocking layer there is no limitation on the method of forming the electron blocking layer. Therefore, it can be formed by a wet film forming method, a vapor deposition method, or other methods.
  • lithium fluoride LiF
  • magnesium fluoride MgF 2
  • lithium oxide Li 2 O
  • cesium carbonate II
  • Inserting an ultrathin insulating film (0.1 to 5 nm) formed by the above method is also an effective method for improving the efficiency of the device (Applied Physics Letters, 1997, Vol. 70, pp. 152).
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-74586 see IEEE Transactions on Electron Devices, 1997, Vol. 44, pp. 1245; SID 04 Digest, pp. 154, etc.).
  • the configuration of the organic electroluminescent element of the present invention is not limited to the above, and the stacking order can be changed. Specifically, a cathode 9, an electron injection layer 8, an electron transport layer 7, a hole blocking layer 6, a light emitting layer 5, a hole transport layer 4, a hole injection layer 3, and an anode 2 are sequentially stacked on the substrate 1. It is good also as the structure made.
  • the organic electroluminescence device according to the present invention can be configured by laminating components other than the substrate between two substrates, at least one of which is transparent.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention may be configured as a single organic electroluminescent device, or may be applied to a configuration in which a plurality of organic electroluminescent devices are arranged in an array. You may apply to the structure by which the cathode is arrange
  • each layer described above may contain components other than those described above as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
  • the organic EL display and organic EL illumination of the present invention comprise the above-described organic electroluminescent element of the present invention.
  • the organic EL display and the organic EL display of the present invention can be obtained by the method described in “Organic EL display” (Ohm, August 20, 2004, published by Shizushi Tokito, Chiba Adachi, Hideyuki Murata). EL illumination can be formed.
  • the raw material compound (15.0 g, 37 mmol) was added to a 500 mL four-necked flask, and the atmosphere was replaced with nitrogen for 30 minutes. After adding 200 mL of anhydrous THF to the reactor, the solution was cooled to ⁇ 80 ° C. While taking care not to raise the liquid temperature, n-BuLi hexane solution (1.65 M, 24.0 mL) was added dropwise over 30 minutes and reacted for 4 hours. Trimethoxyborane (11.8 g, 112 mmol) was added dropwise over 10 minutes, followed by reaction for 2 hours.
  • reaction solution was warmed to room temperature and stirred for 30 minutes. 200 mL of 1N HCl aqueous solution was added to the reaction solution, and further stirred for 30 minutes. After adding 500 mL of ethyl acetate to the reaction solution and extracting the target compound into the organic layer, the organic phase was washed with brine. The organic layer was dried over magnesium sulfate and then concentrated with an evaporator. The obtained yellow solid was washed with hexane to obtain Compound 1 (15.2 g).
  • Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (297 mg, 257 mol) was added to the mixture, and the mixture was stirred for 3 hours while refluxing. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water and extracted with toluene. The organic layer was washed with purified water and dried over magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was purified by silica gel column chromatography to obtain compound 2 (13.4 g). The mass spectrometric value of this compound was 488 (M + ).
  • Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (580 mg, 7 mol%) was added to the reaction solution and refluxed for 3 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water and extracted with toluene. The organic layer was washed with purified water and dried over magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was purified by silica gel column chromatography to obtain compound 3 (5.11 g).
  • Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (1.5 g, 1.29 mmol) was added to the mixture and stirred for 3 hours while refluxing. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water and extracted with toluene. The organic layer was washed with purified water and dried over magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was purified by silica gel column chromatography to obtain compound 4 (22.6 g). The mass spectral value of this product was 308 (M + ).
  • the charge transport material of the present invention has high solubility in an organic solvent.
  • Example 1 The organic electroluminescent element shown in FIG. 1 was produced by the following method. A glass substrate 1 having a size of 17.5 mm ⁇ 35 mm (thickness 0.7 mm) is subjected to ultrasonic cleaning with a surfactant aqueous solution, water cleaning with ultrapure water, ultrasonic cleaning with ultrapure water, and water cleaning with ultrapure water. After cleaning, the substrate was dried with nitrogen blow and finally subjected to ultraviolet ozone cleaning.
  • ITO indium tin oxide
  • the substrate 1 on which the anode 2 was formed was cleaned in the order of ultrasonic cleaning with acetone, water with pure water, and ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, then dried with nitrogen blow, and finally subjected to ultraviolet ozone cleaning.
  • a polymer compound P-1 having a structure represented by the following formula weight average molecular weight (MwA): 93000, dispersity: 1.69
  • electron-accepting compound / polymerization initiator As a composition for forming a hole injection layer, the compound A-1 having a structure represented by the following formula and ethyl benzoate as a solvent were prepared. In the composition, the polymer compound P-1 was 2.0% by mass, and the compound A-1 was 0.8% by mass.
  • a film of this composition was formed on the anode 2 by spin coating at a spinner rotation speed of 1500 rpm and a spinner rotation time of 30 seconds, and heated at 230 ° C. for 3 hours to obtain a polymer compound P-1.
  • a uniform thin film hole injection layer 3 having a thickness of 45 nm was formed.
  • polymer compound P-2 (weight average molecular weight (MwB): 66000, dispersity: 1.56) having a structure represented by the following formula is contained as a polymer material for forming a hole transport layer, and cyclohexylbenzene is contained as a solvent.
  • a composition for forming a hole transport layer was prepared. In the composition, the concentration of the polymer compound P-2 was 1.4% by mass.
  • This composition was formed on the hole injection layer 3 by spin coating in a spinner rotation speed of 1500 rpm, a spinner rotation time of 30 seconds, and heated in nitrogen at 230 ° C. for 1 hour. Then, the polymer compound P-2 was crosslinked and dried to form a uniform thin film (hole transport layer 4) having a thickness of 20 nm.
  • a composition for forming a light emitting layer containing Compound C1 represented by the following formula, Compound I obtained in Synthesis Example, phosphorescent metal complex D1, and cyclohexylbenzene as a solvent was prepared.
  • Compound C1 was 1.1% by mass
  • Compound I was 3.4% by mass
  • phosphorescent metal complex D1 was 0.3% by mass.
  • This composition was formed on the hole transport layer 4 by spin coating in nitrogen at a spinner rotation speed of 1500 rpm and a spinner rotation time of 30 seconds, and heated at 130 ° C. for 1 hour under reduced pressure (0.1 MPa). As a result, the film was dried to form a uniform thin film (light-emitting layer 5) having a thickness of 50 nm.
  • the substrate on which the light-emitting layer 5 is formed is transferred into a vacuum vapor deposition apparatus and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus becomes 1.3 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less. It laminated
  • the deposition rate was controlled in the range of 1.4 to 1.5 liters / second, and the film thickness was 10 nm.
  • the degree of vacuum at the time of vapor deposition was 1.3 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa.
  • an aluminum 8-hydroxyquinoline complex (ET-1) shown below was heated and evaporated on the hole blocking layer 6 to form an electron transport layer 7.
  • the degree of vacuum during vapor deposition was 1.3 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, the vapor deposition rate was controlled in the range of 1.6 to 1.8 kg / sec, and the film thickness was 30 nm.
  • the element on which vapor deposition up to the electron transport layer 7 has been taken out is once taken out and placed in another vapor deposition apparatus, and a 2 mm wide striped shadow mask is orthogonal to the ITO stripe of the anode 2 as a mask for cathode vapor deposition.
  • the device was in close contact with the device and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus was 2.3 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • lithium fluoride (LiF) was deposited on the electron transport layer 7 at a deposition rate of 0.1 ⁇ / sec and a film thickness of 0.5 nm using a molybdenum boat.
  • the degree of vacuum at the time of vapor deposition was 2.6 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa.
  • a photocurable resin (ThreeBond 30Y-437) is applied to the outer periphery of a 23 mm ⁇ 23 mm glass plate with a width of about 1 mm, and a moisture getter sheet (Dynic) is applied to the center.
  • finished cathode formation was bonded together so that the vapor-deposited surface might oppose a desiccant sheet.
  • coated was irradiated with ultraviolet light, and resin was hardened.
  • an organic electroluminescent element having a light emitting area portion having a size of 2 mm ⁇ 2 mm was obtained.
  • the light emission characteristics of this device were as follows: the driving voltage at 1000 cd / m 2 was 7.9 V, the luminous efficiency at 1000 cd / m 2 was 40.0 cd / A, and the driving voltage (V) at 10 mA was 9.4 V. .
  • the organic electroluminescence device of the present invention has high luminous efficiency.
  • Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (1.34 g) was added to the mixture and stirred for 6 hours while refluxing. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water and extracted with toluene. The organic layer was washed with purified water and dried over magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was purified by silica gel column chromatography to obtain compound 5 (26.7 g).
  • Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (2.01 g) was added to the mixture and stirred for 6 hours while refluxing. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water and extracted with toluene.
  • Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (2.15 g) was added to the mixture and stirred for 6 hours while refluxing. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water and extracted with toluene.
  • Solution B was added to solution A in a nitrogen stream and heated to reflux for 4 hours.
  • the organic layer was washed with purified water and dried over magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off under reduced pressure.
  • the residue was purified by silica gel column chromatography to obtain compound 9 (6.4 g).
  • Example 2 The organic electroluminescent element shown in FIG. 1 was produced by the following method.
  • a glass substrate 1 having a size of 25 mm ⁇ 37.5 mm (thickness 0.7 mm) is subjected to ultrasonic cleaning with an aqueous surfactant solution, water cleaning with ultrapure water, ultrasonic cleaning with ultrapure water, and water cleaning with ultrapure water. After cleaning, the substrate was dried with nitrogen blow and finally subjected to ultraviolet ozone cleaning.
  • ITO indium tin oxide
  • the substrate 1 on which the anode 2 is formed is cleaned in the order of ultrasonic cleaning with an aqueous surfactant solution, water cleaning with ultrapure water, ultrasonic cleaning with ultrapure water, and water cleaning with ultrapure water, followed by drying by nitrogen blowing. UV ozone cleaning was performed.
  • Example 1 The composition used in Example 1 was used as the polymer material for forming the hole injection layer.
  • a film of this composition was formed on the anode 2 by spin coating at a spinner rotational speed of 1500 rpm and a spinner rotational time of 30 seconds, and heated at 230 ° C. for 1 hour to obtain the polymer compound P-1.
  • polymer compound P-2 (weight average molecular weight (MwB): 66000, dispersity: 1.56) having a structure represented by the following formula is contained as a polymer material for forming a hole transport layer, and cyclohexylbenzene is contained as a solvent.
  • a composition for forming a hole transport layer was prepared. In the composition, the concentration of the polymer compound P-2 was 1.1% by mass.
  • This composition was formed on the hole injection layer 3 by spin coating in a spinner rotation speed of 1500 rpm, a spinner rotation time of 120 seconds, and heated in nitrogen at 230 ° C. for 1 hour. Then, the polymer compound P-2 was crosslinked and dried to form a uniform thin film (hole transport layer 4) having a thickness of 14 nm.
  • a composition for forming a light emitting layer containing Compound C3 represented by the following formula, Compound II obtained in Synthesis Example, phosphorescent metal complex D2, and cyclohexylbenzene as a solvent was prepared.
  • Compound C1 was 1.25% by mass
  • Compound II was 3.75% by mass
  • phosphorescent metal complex D2 was 0.7% by mass.
  • This composition was formed on the hole transport layer 4 by spin coating in a spinner rotation speed of 1700 rpm, a spinner rotation time of 120 seconds, and heated in nitrogen at 130 ° C. for 10 minutes. It dried and formed the uniform thin film (light emitting layer 5) with a film thickness of 63 nm.
  • the substrate on which the light-emitting layer 5 was formed was transferred into a vacuum deposition apparatus, evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 0.9 ⁇ 10 ⁇ 6 Torr or less, and then the compound used in Example 1 C2 was laminated on the light emitting layer 5 by the vacuum evaporation method, and the hole blocking layer 6 was obtained.
  • the deposition rate was controlled in the range of 0.8 to 1.0 kg / second, and the film thickness was 10 nm.
  • the degree of vacuum at the time of vapor deposition was 0.9 ⁇ 10 ⁇ 6 Pa.
  • (ET-1) used in Example 1 was heated and evaporated on the hole blocking layer 6 to form an electron transport layer 7.
  • the degree of vacuum during deposition was 0.8 ⁇ 10 ⁇ 6 Torr, the deposition rate was controlled in the range of 0.8 to 1.0 kg / sec, and the film thickness was 20 nm.
  • the element on which vapor deposition up to the electron transport layer 7 has been taken out is once taken out and placed in another vapor deposition apparatus, and a 2 mm wide striped shadow mask is orthogonal to the ITO stripe of the anode 2 as a mask for cathode vapor deposition.
  • the device was in close contact with the device, and evacuation was performed until the degree of vacuum in the apparatus was 2.1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • lithium fluoride (LiF) was deposited on the electron transport layer 7 at a deposition rate of 0.08 to 0.14 liters / second and a film thickness of 0.5 nm using a molybdenum boat.
  • the degree of vacuum at the time of vapor deposition was 2.7 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa.
  • Example 1 the same sealing treatment as in Example 1 was performed.
  • an organic electroluminescent element having a light emitting area portion having a size of 2 mm ⁇ 2 mm was obtained.
  • the light emission characteristics of this element are as follows: the driving voltage at 10 mA / cm 2 is 7.18 V, the time until the luminance is reduced to 95% with respect to the initial luminance is 40 hours, and the luminance is reduced to 95% with respect to the initial luminance.
  • the driving voltage rise at that time was 0.05V.
  • Example 3 The same operation as in Example 2 was performed except that compound III was used instead of compound II.
  • the light emission characteristics of this element are as follows: driving voltage at 10 mA / cm 2 is 7.12 V, time is 40 h until the luminance decreases to 95% with respect to the initial luminance, and luminance decreases to 95% with respect to the initial luminance.
  • the drive voltage rise was 0.06V.
  • Example 3 The same operation as in Example 2 was performed except that the compound XA was used instead of the compound II.
  • the light emission characteristics of this element are as follows: the driving voltage at 10 mA / cm 2 is 8.63 V, the time until the luminance decreases to 95% with respect to the initial luminance, 20 hours, and the luminance decreases to 95% with respect to the initial luminance.
  • the drive voltage rise was 0.19V.
  • Example 4 The same operation as in Example 2 was performed, except that the compound XC was used instead of the compound II. Compound XC could not be crystallized and even made into a device after being dissolved.
  • the organic electroluminescence device using the charge transport material of the present invention has a low driving voltage, a long driving life, and a small voltage increase during driving.
  • the charge transport material of the present invention can be used in various fields where organic EL optical devices are used, for example, light sources (for example, flat panel displays (for example, for OA computers and wall-mounted televisions) and surface light emitters). It can be suitably used in fields such as a light source of a copying machine, a backlight light source of a liquid crystal display or an instrument), a display panel and a marker lamp.
  • light sources for example, flat panel displays (for example, for OA computers and wall-mounted televisions) and surface light emitters. It can be suitably used in fields such as a light source of a copying machine, a backlight light source of a liquid crystal display or an instrument), a display panel and a marker lamp.
  • the charge transport material of the present invention inherently has excellent redox resistance stability, it is useful not only for organic electroluminescent elements but also for general organic devices such as electrophotographic photoreceptors and organic solar cells.

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Abstract

 下記一般式(1)で表されることを特徴とするモノアミン化合物。 [一般式(1)中、R~Rは、各々独立して、o-位及びm-位の少なくとも一方に置換基を有していてもよいフェニル基を表し、該置換基同士が結合して環構造を形成してもよい。尚、R~Rは、各々互いに異なる基である。]

Description

モノアミン化合物、電荷輸送材料、電荷輸送膜用組成物、有機電界発光素子、有機EL表示装置及び有機EL照明
 本発明は、熱的及び電気化学的に安定で種々の溶剤に可溶なモノアミン化合物、該モノアミン化合物を含む電荷輸送材料、該電荷輸送材料を含む電荷輸送膜用組成物、該電荷輸送材料を含有する層を含み、且つ発光効率及び駆動安定性が高い有機電界発光素子、並びに該素子を具備する有機EL表示装置及び有機EL照明に関するものである。
 近年、有機薄膜を用いた電界発光素子(有機電界発光素子)の開発が行われている。有機薄膜の形成方法としては、真空蒸着法と湿式製膜法が挙げられる。このうち、湿式製膜法は真空プロセスが要らず、大面積化が容易で、1つの層(塗布液)に様々な機能をもった複数の材料を混合して入れることが容易である等の利点がある。
 湿式製膜法によって形成された発光層の材料としては、ポリ(p-フェニレンビニレン)誘導体やポリフルオレン誘導体等の高分子材料が主に用いられているが、高分子材料には、(1)高分子材料は重合度や分子量分布を制御することが困難である、(2)連続駆動時に末端残基による劣化が起こる、(3)材料自体の高純度化が困難で、不純物を含む等の問題がある。
 上記問題のために、湿式製膜法による有機電界発光素子は、真空蒸着法による有機電界発光素子に比べて駆動安定性に劣り、一部を除いて実用レベルに至っていないのが現状である。
 以上の様な問題を解決する試みとして、特許文献1には高分子化合物ではなく、複数の低分子材料(電荷輸送材料、発光材料)を混合して湿式製膜法により形成した有機薄膜を用いた有機電界発光素子が記載されており、正孔輸送性の電荷輸送材料としては、以下に示す、化合物H-1およびH-2が用いられている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 又、湿式製膜法により形成された複数の低分子材料を含む有機薄膜を用いた有機電界発光素子において、非特許文献1、特許文献2では、有機電界発光素子の発光効率を高めるために、燐光発光を利用した素子が記載され、電荷輸送材料には、以下に示す化合物H-3、H-4およびH-5が用いられている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
日本国特開平11-273859号公報 日本国特開2007-110093号公報
Japanese Journal of Applied Physics Vol.44, No.1B, 2005, pp.626-629
 しかしながら、上記化合物H-1、H-2、H-3、H-4及びH-5は溶剤に対する溶解性が必ずしも十分でない。このため、クロロホルム等のハロゲン系溶剤を塗布溶剤に用いる必要があるが、ハロゲン系溶剤は環境負荷が大きい。更に、ハロゲン系溶剤中に含まれる不純物により材料を劣化させる可能性があり、またハロゲン系溶剤を用いた湿式製膜法による有機電界発光素子は駆動安定性が十分でないと考えられる。
 又、上記化合物H-1、H-2、H-3及びH-4はガラス転移温度が低いため、特許文献1及び非特許文献1に開示されている有機電界発光素子は耐熱性につき改良の余地があると考えられる。さらに、上記化合物H-1、H-2、H-3、H-4及びH-5は非常に結晶化しやすく、湿式製膜法で均一な非晶質膜を得ることが容易ではない。
 さらにまた、発光材料として燐光発光材料を用いる場合、化合物H-1は三重項励起準位が低いため、化合物H-1と燐光発光材料を含む組成物を用いて形成された有機電界発光素子は発光効率が低いと考えられる。
 従って、本発明は上記従来の実状に鑑みてなされたものであり、その課題は熱的及び電気化学的に安定であり、溶剤に可溶な電荷輸送材料及びそれを含有する電荷輸送膜用組成物を提供することにある。
 本発明はまた、高い発光効率、高い駆動安定性を有する有機電界発光素子、並びにそれを具備する有機EL表示装置及び有機EL照明を提供することを目的とする。
 本発明者らは鋭意検討した結果、下記一般式(1)で表されるモノアミン化合物が、溶剤に対する溶解性に優れ、高い非晶質性を有するため、湿式製膜法による薄膜形成が可能であり、しかも優れた電荷輸送性及び電気的酸化還元耐久性を有し、高い三重項励起準位を有するため、有機電界発光素子に用いると高い発光効率かつ高い駆動安定性を発現できることを見出し、本発明の完成に至った。
即ち、本発明の要旨は、下記1~11に存する。 
1.下記一般式(1)で表されることを特徴とするモノアミン化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
[一般式(1)中、R~Rは、各々独立して、o-位及びm-位の少なくとも一方に置換基を有していてもよいフェニル基を表し、該置換基同士が結合して環構造を形成してもよい。尚、R~Rは、各々互いに異なる基である。]
2.前記モノアミン化合物が、更に下記構造式(2-1)で表される部分構造を含むことを特徴とする前項1に記載のモノアミン化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
[但し、構造式(2-1)中、フェニル基は更に置換基を有していてもよく、該置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。]
3.前記一般式(1)において、R~Rは、各々独立して、m-位に置換基を有していてもよいフェニル基であることを特徴とする前項1又は2に記載のモノアミン化合物。
4.前記一般式(1)において、R~Rの少なくとも一つは、下記一般式(2-2)で表される部分構造を含む基であることを特徴とする前項1~3のいずれか1項に記載のモノアミン化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
[一般式(2-2)中におけるXは、-NR-(Rは、置換基を有していてもよいアリール基を示す。)、-O-、及び-S-のいずれか1を表す。又、一般式(2-2)中のXを含む縮合環は、更に置換基を有していてもよく、該置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。]
5.前記一般式(2-2)で表される部分構造が下記構造式(3)で表される部分構造であることを特徴とする前項4に記載のモノアミン化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
[構造式(3)中において、N-カルバゾール環は、更に置換基を有していてもよく、該置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。]
6.前記一般式(1)において、R~Rの少なくとも一つは、下記一般式(11)で表される基であることを特徴とする前項1~5のいずれか1項に記載のモノアミン化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
[一般式(11)中、Qは、直接結合又は任意の連結基を表す。Yは、一般式(2-2)におけるXと同義である。又、一般式(11)中のYを含む縮合環は、置換基を有していてもよく、該置換基同士が結合して環構造を形成してもよい。]
7.25℃、大気圧下におけるm-キシレンに対する溶解度が、5質量%以上であることを特徴とする前項1~6のいずれか1項に記載のモノアミン化合物。
8.前項1~7のいずれか1項に記載のモノアミン化合物を含むことを特徴とする電荷輸送材料。
9.前項8に記載の電荷輸送材料と溶剤とを含有することを特徴とする電荷輸送膜用組成物。
10.基板上に、陽極、陰極、及びこれら両極間に設けられた発光層を含む有機電界発光素子であって、該発光層が前項8に記載の電荷輸送材料を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
11.前項10に記載の有機電界発光素子を具備することを特徴とする有機EL表示装置。
12.前項10に記載の有機電界発光素子を具備することを特徴とする有機EL照明。
 本発明のモノアミン化合物、該モノアミン化合物を含む電荷輸送材料、及び該電荷輸送材料を含む電荷輸送膜用組成物によれば、熱的及び電気化学的に安定であり、高い三重項励起準位を有する材料を含む有機薄膜を湿式製膜法によって容易に形成することが可能であり、有機電界発光素子の大面積化が容易となる。
 又、本発明の電荷輸送材料及び該電荷輸送材料を含む電荷輸送膜用組成物を用いた有機電界発光素子によれば、高輝度・高効率で発光させることが可能となり、且つ素子の安定性、特に駆動安定性が向上する。
 尚、本発明の電荷輸送材料は、優れた成膜性、電荷輸送性、発光特性および耐熱性から、真空蒸着法による製膜にも、湿式製膜法による製膜にも適用可能である。
 又、本発明の電荷輸送材料及び該電荷輸送材料を含む電荷輸送膜用組成物は、優れた成膜性、電荷輸送性、発光特性および耐熱性から、素子の層構成に合わせて、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層および電子輸送層などの有機層の形成にも適用可能である。
 従って、本発明の電荷輸送材料及び該電荷輸送材料を含む電荷輸送膜用組成物を用いた有機電界発光素子は、フラットパネル・ディスプレイ(例えば、OA コンピュータ用および壁掛けテレビ)、車載表示素子、携帯電話表示や面発光体としての特徴を生かした光源(例えば、複写機の光源、液晶ディスプレイおよび計器類のバックライト光源)、表示板および標識灯への応用が考えられ、その技術的価値は大きいものである。
 又、本発明の電荷輸送材料及び該電荷輸送材料を含む電荷輸送膜用組成物は、本質的に優れた酸化還元安定性を有することから、有機電界発光素子に限らず、その他、電子写真感光体等にも有効に利用することができる。
本発明の有機電界発光素子の構造の一例を模式的に示す断面図である。
 以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に限定されない。
<モノアミン化合物>
 本発明のモノアミン化合物(以下、「化合物(1)」とも称する。)は、下記一般式(1)で表されることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 一般式(1)中、R~Rは、各々独立して、o-位及びm-位の少なくとも一方に置換基を有していてもよいフェニル基を表し、該置換基同士が結合して環構造を形成してもよい。尚、R~Rは、各々互いに異なる基である。
[1.構造上の特徴]
 化合物(1)は、トリフェニルアミン構造を有するため、優れた電荷(正孔)輸送能を有し、三重項励起準位が高く、高い耐熱性を有する。
 又、化合物(1)は、R~R、即ちトリフェニルアミン構造が持つ3つの置換基がそれぞれ異なり、分子内に対称軸を有さないため、非晶質性が極めて高く、種々の有機溶剤に対する溶解性に優れ、容易には結晶化しない非晶質な有機薄膜を形成することが可能である。
 更に、化合物(1)は、R~Rが各々独立して、o-位及びm-位の少なくとも一方に置換基を有していてもよいフェニル基であること(以下、「非p-位置換の部分構造」と称することがある。)により、非晶質性が更に向上し、より優れた溶解性を有する。
 しかも、前記非p-位置換の部分構造は、R~Rがp-位置換基を有するフェニル基に比べ、あまり電子を受け取らないという性質を持っているため、該部分構造を含む化合物(1)が壊れ難く(即ち電気化学的に安定であり)、有機電界発光素子の駆動寿命の低下を防止するのにも繋がると考えられる。
 尚、溶解性の更なる向上の点から、R~Rは、各々独立して、m-位に置換基を有していてもよいフェニル基であることが好ましい。
[2.分子量の範囲]
 化合物(1)の分子量は、通常5000以下が好ましく、4000以下がより好ましく、3000以下がさらに好ましい。また、通常200以上が好ましく、300以上がより好ましく、400以上がさらに好ましい。
 分子量が前記範囲内であると、精製が容易で、ガラス転移温度、融点および気化温度などが高いため、耐熱性が良好である。
[3.物性]
(1)ガラス転移温度
 化合物(1)は、通常50℃以上のガラス転移温度を有することが好ましいが、耐熱性の観点から、ガラス転移温度は80℃以上であることが好ましく、110℃以上であることが更に好ましい。
(2)気化温度
 化合物(1)は、通常300℃以上、800℃以下の気化温度を有することが好ましい。なお、本発明の電荷輸送材料は、ガラス転移温度と気化温度の間に結晶化温度を有さないことが好ましい。
(3)溶解度
 化合物(1)としては、25℃、大気圧条件下で、m-キシレンに対して5質量%以上溶解するものであることが、溶剤溶解性を確保して、湿式製膜法による成膜性を得るために好ましい。当該溶解度は10質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましい。この溶解度の上限については特に定めないが通常50質量%以下が好ましい。
[4]対称軸
 トリフェニルアミンの置換基のうち2以上が同一である場合、下記一般式(I-1)~(I-3)で表される化合物の如く、分子内に対称軸を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 前記一般式(I-1)~(I-3)中、R11、R12、R21、R31、R32およびR33は、各々独立して、置換基を有していてもよいフェニル基を表し、該置換基同士が結合して環を形成していてもよい。
 これに対し、化合物(1)は、R~Rが全て異なるため、分子内に対称軸を有さない。このため、本発明の電荷輸送材料は、非晶質性が高く、溶剤に対する溶解性が高められる。
[5.R~R
 式(1)中、R~Rは、各々独立して、o-位及びm-位の少なくとも一方に置換基を有していてもよいフェニル基を表し、該置換基同士が結合して環構造を形成していてもよいが、R、R及びRが互いに同一の基になることはない。
 R~Rのフェニル基が有する置換基としては、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよい炭素数6~12の芳香族炭化水素基を有するアリールアミノ基、置換基を有していてもよい、5又は6員環の芳香族複素環を有するヘテロアリールアミノ基、置換基を有していてもよい、炭素数2~10のアシル基を有するアシルアミノ基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいヘテロアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアシル基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子、カルボキシ基、シアノ基、水酸基、メルカプト基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよいスルホニル基、置換基を有していてもよいシリル基、置換基を有していてもよいボリル基、置換基を有していてもよいホスフィノ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基および置換基を有していてもよい芳香族複素環基が挙げられる。
 置換基を有していてもよいアルキル基としては、炭素数1~8の直鎖又は分岐のアルキル基が好ましい。例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、2-プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基およびtert-ブチル基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいアルケニル基としては、炭素数2~9のアルケニル基が好ましい。例えば、ビニル基、アリル基および1-ブテニル基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいアルキニル基としては、炭素数2~9のアルキニル基が好ましい。例えば、エチニル基、プロパルギル基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいアラルキル基としては、炭素数7~15のアラルキル基が好ましい。例えば、ベンジル基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいアミノ基としては、置換基を有していてもよい炭素数1~8のアルキル基を1つ以上有するアルキルアミノ基が好ましい。例えば、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基およびジベンジルアミノ基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよい炭素数6~12の芳香族炭化水素基を有するアリールアミノ基としては、例えば、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよい、5又は6員環の芳香族複素環を有するヘテロアリールアミノ基としては、例えば、ピリジルアミノ基、チエニルアミノ基、ジチエニルアミノ基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよい、炭素数2~10のアシル基を有するアシルアミノ基としては、例えば、アセチルアミノ基およびベンゾイルアミノ基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいアルコキシ基としては、置換基を有していてもよい炭素数1~8のアルコキシ基が好ましい。例えば、メトキシ基、エトキシ基およびブトキシ基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいアリールオキシ基としては、炭素数6~12の芳香族炭化水素基を有するものが好ましい。例えば、フェニルオキシ基、1-ナフチルオキシ基および2-ナフチルオキシ基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいヘテロアリールオキシ基としては、5又は6員環の芳香族複素環基を有するものが好ましい。例えば、ピリジルオキシ基およびチエニルオキシ基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいアシル基としては、置換基を有していてもよい炭素数2~10のアシル基が好ましい。例えば、ホルミル基、アセチル基およびベンゾイル基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基としては、置換基を有していてもよい炭素数2~10のアルコキシカルボニル基が好ましい。例えば、メトキシカルボニル基およびエトキシカルボニル基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基としては、置換基を有していてもよい炭素数7~13のアリールオキシカルボニル基が好ましい。例えば、フェノキシカルボニル基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいアルキルカルボニルオキシ基としては、置換基を有していてもよい炭素数2~10のアルキルカルボニルオキシ基が好ましい。例えば、アセトキシ基などが挙げられる。
 ハロゲン原子としては、フッ素原子および塩素原子が好ましい。
 置換基を有していてもよいアルキルチオ基(好ましくは、炭素数1~8までのアルキルチオ基であり、例えばメチルチオ基、エチルチオ基などが挙げられる。)、
 置換基を有していてもよいアリールチオ基としては、炭素数6~12までのアリールチオ基が好ましい。例えば、フェニルチオ基および1-ナフチルチオ基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいスルホニル基としては、例えば、メシル基およびトシル基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいシリル基としては、例えば、トリメチルシリル基およびトリフェニルシリル基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいボリル基としては、例えば、ジメシチルボリル基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよいホスフィノ基としては、例えば、ジフェニルホスフィノ基などが挙げられる。
 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環およびフルオランテン環などの、5又は6員環の単環又は2~5縮合環由来の1価の基が挙げられる。
 置換基を有していてもよい芳香族複素環基としては、例えば、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環およびキナゾリン環などの、5又は6員環の単環又は2~4縮合環由来の1価の基が挙げられる。
 上記置換基が更に置換基を有する場合、その置換基としては、上記例示置換基が挙げられる。
 電気化学的耐久性を向上させる観点及び耐熱性を向上させる観点からは、R~Rのフェニル基の置換基としては、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基および置換基を有していてもよい芳香族複素環基が好ましく、置換基を有していてもよいフェニル基および前記5又は6員環の単環又は2~4縮合環由来の1価の基等がより好ましく、無置換もしくは1又は2置換のフェニル基および無置換のカルバゾール環もしくはベンゾフラン環がさらに好ましい。また、R~Rの置換基は、上記例示置換基を複数個有していても、互いに連結していてもよい。
 溶解性及び非晶質性を更に向上させる観点からは、R~Rのフェニル基の置換基としては、置換基を有していてもよいアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、2-プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基およびtert-ブチル基がより好ましく、メチル基およびエチル基がさらに好ましい。
 R~Rのフェニル基は、このフェニル基のベンゼン環に導入された置換基が異なることにより、または置換基の有無により、互いに異なるものとなっている。
 また、R~Rは、このように互いに異なるフェニル基であることにより、R~Rのうち置換基も含めた合計炭素数が最も多い基と、最も少ない基との炭素数の差(以下、「R~R炭素数差」と称す。)が10以上であることが好ましい。
 また、R~Rのうち置換基も含めた合計炭素数が最も多い基と、2番目に合計炭素数が多い基との炭素数の差が5以上であることが好ましく、R~Rのうち置換基も含めた合計炭素数が最も少ない基と、2番目に合計炭素数が多い基との炭素数の差が5以上であることが好ましい。
 さらに、最も合計炭素数の多い基と、2番目に合計炭素数が多い基と、最も合計炭素数の少ない基との炭素数の差が、それぞれ5以上であることが更に好ましい。
 このようにR~R炭素数差が10以上であること、また、R~Rのそれぞれの炭素数差が5以上であることにより、化合物(1)の非晶質性がより一層高いものとなり、種々の有機溶剤に対する溶解性により一層優れ、容易には結晶化しない非晶性の高い有機薄膜を形成することが可能となる。
 R~R炭素数差の上限は300であることが好ましく、150であることがより好ましい。R~R炭素数差を前記上限以下とすること、電荷輸送能の低下を防ぐことができる。
 また、R~Rのそれぞれの炭素数の差の上限は200であることが好ましく、100がより好ましい。R~Rのそれぞれの炭素数の差を前記上限以下とすることにより、電荷輸送能の低下を防ぐことができる。
 なお、R~Rの合計炭素数の上限は、それぞれ350が好ましく、150がより好ましい。
[6]特に好ましい部分構造
 本発明のモノアミン化合物を後述する電荷輸送材料として使用する場合は、溶剤への溶解性を更に向上させる観点から、化合物(1)の分子内に下記構造式(2-1)で表されるm-フェニレン基を有することが特に好ましい。尚、該m-フェニレン基はR~Rのいずれか1の部分構造として含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 但し、構造式(2-1)中、フェニル基は更に置換基を有していてもよく、該置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。
 本発明のモノアミン化合物を電荷輸送材料として使用する場合は、高い三重項励起準位を保ちつつ、耐熱性を向上させる観点から、化合物(1)の分子内に下記一般式(2-2)で表される部分構造を含む基を含むことが特に好ましい。
 又、本発明の電荷輸送材料は、下記一般式(2-2)で表される部分構造を含む基を含む場合、化合物(1)におけるR~Rの少なくとも1つが、下記一般式(2-2)で表される部分構造を含む基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 一般式(2-2)中におけるXは、-NR-(Rは、置換基を有していてもよいアリール基を示す。)、-O-、及び-S-のいずれか1を表す。又、一般式(2-2)中のXを含む縮合環は、更に置換基を有していてもよく、該置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。
 一般式(2-2)中におけるXは、耐熱性及び溶解性の観点から、-NR-(Rは、置換基を有していてもよいアリール基を示す。)、または-O-であることが好ましい。
 又、一般式(2-2)中のXを含む縮合環は、更に置換基を有していてもよい。該置換基は、例えば、前述した化合物(1)におけるR1~R3のフェニル基が有する置換基と同様の基等が挙げられる。尚、本発明において、一般式(2-2)中のXを含む縮合環は、置換基を有さないことが好ましい。
 本発明の電荷輸送材料の特徴である、優れた電子輸送能をより効果的に発揮するためには、前述の如く、化合物(1)におけるR~Rのいずれか1が一般式(2-2)で表される部分構造を含む基を含むことが好ましい。
 又、前記一般式(2-2)で表される部分構造は、電荷輸送性及び耐熱性の観点から、下記構造式(3)で表されるN-カルバゾリル基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 上記構造式(3)中において、N-カルバゾール環は、更に置換基を有していてもよく、該置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。
 又、溶剤に対する溶解性をさらに向上させる観点から、化合物(1)において、R~Rの少なくとも一つが、下記一般式(11)で表される基であることが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 一般式(11)中、Qは、直接結合又は任意の連結基を表す。Yは、一般式(2-2)におけるXと同義である。又、一般式(11)中のYを含む縮合環は、置換基を有していてもよく、該置換基同士が結合して環構造を形成してもよい。
 一般式(11)中のYを含む縮合環は、更に置換基を有していてもよく、該置換基は、例えば、前述したR~Rのフェニル基が有する置換基と同様の基等が挙げられる。尚、本発明において、一般式(11)中のYを含む縮合環は、置換基を有さないことが好ましい。
 又、Qは直接結合又は任意の連結基である。Qが任意の連結基である場合、2価の芳香族炭化水素基、具体的にはフェニレン基、又は2以上連結されたフェニレン基が好ましい。
 2以上連結されたフェニレン基である場合の具体例としては、ビフェニレン基およびターフェニレン基などが挙げられる。
 尚、Qは、上記一般式(11)で示した通り、一般式(1)で示されている化合物の主骨格と結合するベンゼン環のメタ位に直接結合することが最も好ましい。
 即ち、正孔輸送を主として担う部分(Yを含む縮合環)がベンゼン環を介してメタ位で結合することにより、溶剤への溶解性が向上するとともに、ベンゼン環の有する優れた耐熱性、優れた電気化学的安定性、高い三重項励起準位によって、優れた電気化学的安定性、優れた耐熱性、高い三重項励起準位が損なわれることがない。そのため、Qとしては、m-フェニレン基が連結した基であることが好ましい。連結するm-フェニレン基の数は、1~5個が好ましく、2~3個がより好ましい。
 本発明における化合物(1)は、下記一般式(4)で表される対称軸を有さない化合物(以下、「化合物(4)」と称することがある。)であることが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 上記一般式(4)中、R及びRは、一般式(1)におけるR及びRと同義である。Q及びYは一般式(11)におけると同義である。
 上記一般式(4)中のR及びRは、前記一般式(1)におけるR及びRと同義であり、また好ましい態様は前記[5.R~R]の項で説明した通りである。
 尚、上記一般式(4)中の一般式(1)におけるRに相当する部分構造としては、溶剤への溶解性、及び耐熱性を向上させる観点から、下記一般式(6)又は(7)で表される基であることが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 上記一般式(6)中、Zは置換基を有していてもよいフェニレン基を表し、x個のフェニレン基のうち少なくとも前記一般式(1)で表される化合物の主骨格と結合する1個目のフェニレン基はm-フェニレン基であり、xは2~6の整数を表す。
 尚、上記一般式(6)において、xは2~6であり、2~4であることが好ましく、2~3であることが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 上記一般式(7)中、Zは置換基を有していてもよいフェニレン基を表し、x個のフェニレン基のうち少なくとも前記一般式(1)で表される化合物の主骨格と結合する1個目のフェニレン基はm-フェニレン基であり、xは2~6の整数を表す。
 尚、上記一般式(7)において、xは2~4であり、2~3であることが好ましい。
 一方、前記一般式(4)におけるRとしては、下記一般式(8)又は(9)で表される基であることが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 一般式(8)及び(9)中、Zは置換基を有していてもよいフェニレン基を表し、x-1個のフェニレン基のうち少なくとも前記一般式(1)で表される化合物の主骨格と結合する1個目のフェニレン基はm-フェニレン基であり、xは2~6の整数を表す。)
 更に、Rとしては、下記一般式(10)で表される基であることが特に好ましい。
 -(Z)y-Ph   (10)
 上記一般式(10)中、Zは置換基を有していてもよいフェニレン基を表し、y個のフェニレン基のうち少なくとも前記一般式(1)で表される化合物の主骨格と結合する1個目のフェニレン基はm-フェニレン基であり、Phは置換基を有していてもよいフェニル基を表し、yは1~5の整数を表す。
 ここで、yは1~5であり、1~3であることが好ましい。
[8.例示]
 以下に、本発明のモノアミン化合物としての好ましい具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
[9.合成方法]
 本発明の電荷輸送材料は、例えば、アリールアミン化合物を出発原料とし、順次芳香環を導入することにより合成できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
(C-Nカップリング反応)
 反応基質と、芳香族炭化水素基を有するハロゲン化物又はトリフルオロメタンスルホン酸エステル試薬を、遷移金属元素触媒を用いて、塩基存在下で反応させることにより、芳香族炭化水素基にアミノ基を導入することができる。
 単離精製は、例えば、蒸留、濾過、抽出、再結晶、再沈殿、懸濁洗浄およびクロマトグラフィーの操作を組み合わせることにより行うことができる。
 遷移金属元素触媒としては、例えば、パラジウム触媒および銅触媒が挙げられる。反応の簡便さや反応収率の高さから、パラジウム触媒が好ましい。
 塩基は、特に限定しないが、例えば、炭酸カリウム、炭酸セシウム、tert-ブトキシナトリウムおよびトリエチルアミン等を使用することができる。
 溶剤としては、パラジウム触媒を用いる場合には、トルエンが好ましく、銅触媒を用いる場合には、ピリジン、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)およびジメチルスルホキシド(DMSO)などが好ましい。
 また、本発明に係る化合物(1)は、トリアリールアミンのトリハロゲン化物を出発原料として、順次カップリング反応を行うことによっても合成できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
(C-Cカップリング反応)
 反応基質と、芳香族炭化水素基を有する有機金属試薬を、遷移金属元素触媒を用いて、塩基存在下で無極性又は極性溶剤中で反応させることにより、基質に芳香族炭化水素基を導入することができる。
 単離精製は、例えば、蒸留、濾過、抽出、再結晶、再沈殿、懸濁洗浄およびクロマトグラフィーの操作を組み合わせることにより行うことができる。
 有機金属試薬としては、例えば、有機硼素試薬、有機マグネシウム試薬および有機亜鉛試薬などが挙げられる。中でも、取り扱いの簡便さから有機硼素試薬が好ましい。
 遷移金属元素触媒としては、例えば、有機パラジウム触媒、有機ニッケル触媒、有機銅触媒、有機白金触媒、有機ロジウム触媒、有機ルテニウム触媒および有機イリジウム触媒などが挙げられる。中でも、反応の簡便さや反応収率の高さから有機パラジウム触媒が好ましい。
 塩基は、特に限定されないが、金属水酸化物、金属塩および有機アルカリ金属試薬などが好ましい。
 使用する溶剤としては、反応基質に対して活性である溶剤以外であれば特に限定されないが、例えば、ヘキサン、ヘプタンおよびシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエンおよびキシレン等の芳香族炭化水素;ジメトキシエタン、テトラヒドロフランおよびジオキサン等のエーテル;エタノールおよびプロパノール等のアルコール;水等を単独で又は混合して使用することができる。
 また、必要であれば界面活性剤を1~100mol%加えることもできる。
[電荷輸送材料]
 本発明の電荷輸送材料は、前記一般式(1)で表されるモノアミン化合物を含む。該モノアミン化合物は、溶剤に対する溶解性に優れ、高い非晶質性を有するため、湿式成膜法による薄膜形成が可能である。
 又、本発明の電荷輸送材料に含まれる前記モノアミン化合物は、電荷輸送性及び電気的酸化還元耐性にも優れ、且つ高い三重項励起準位を有するため、有機電界発光素子に用いることにより、高い発光効率と高い駆動安定性を実現できる。
[電荷輸送膜用組成物]
 本発明の電荷輸送膜用組成物は、前述の本発明の電荷輸送材料を含むものであり、有機電界発光素子用に使用することが好ましい。
[1]溶剤
 本発明の電荷輸送膜用組成物、特に有機電界発光素子用組成物として用いられる電荷輸送膜用組成物は溶剤を含むことが好ましい。
 本発明の電荷輸送膜用組成物に含まれる溶剤としては、溶質である本発明の電荷輸送材料等が良好に溶解する溶剤であれば特に限定されない。
 本発明の電荷輸送材料は、溶剤に対する溶解性が非常に高いため、種々の溶剤が適用可能である。例えば、トルエン、キシレン、メチシレン、シクロヘキシルベンゼンおよびテトラリン等の芳香族炭化水素;クロロベンゼン、ジクロロベンゼンおよびトリクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素;1,2-ジメトキシベンゼン、1,3-ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2-メトキシトルエン、3-メトキシトルエン、4-メトキシトルエン、2,3-ジメチルアニソールおよび2,4-ジメチルアニソール等の芳香族エーテル;酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピルおよび安息香酸n-ブチル等の芳香族エステル;シクロヘキサノンおよびシクロオクタノン等の脂環式ケトン;メチルエチルケトンおよびジブチルケトン等の脂肪族ケトン;メチルエチルケトン、シクロヘキサノールおよびシクロオクタノール等の脂環式アルコール;ブタノールおよびヘキサノール等の脂肪族アルコール;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテルおよびプロピレングリコール-1-モノメチルエーテルアセタート(PGMEA)等の脂肪族エーテル;酢酸エチル、酢酸n-ブチル、乳酸エチルおよび乳酸n-ブチル等の脂肪族エステル等が利用できる。
 これらのうち、水の溶解度が低い点、容易には変質しない点で、トルエン、キシレン、メチシレン、シクロヘキシルベンゼンおよびテトラリン等の芳香族炭化水素が好ましい。
 有機電界発光素子には、陰極等の水分により著しく劣化する材料が多く使用されているため、組成物中の水分の存在は、乾燥後の膜中に水分が残留し、素子の特性を低下させる可能性が考えられる。その為、組成物中の水分量を低減させることが好ましい。
 組成物中の水分量を低減する方法としては、例えば、窒素ガスシール、乾燥剤の使用、溶剤を予め脱水する方法および水の溶解度が低い溶剤を使用する方法等が挙げられる。中でも、水への溶解度が低い溶剤を使用する場合は、湿式製膜工程中に、溶液膜が大気中の水分を吸収して白化する現象を防ぐことができるため好ましい。
 この様な観点からは、本発明の電荷輸送膜用組成物に含有させる溶剤の25℃における水の溶解度は1質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましい。また、例えば、当該溶剤を組成物中に10質量%以上含有させることが好ましい。
 また、湿式製膜時における組成物からの溶剤蒸発による、製膜安定性の低下を低減するためには、電荷輸送膜用組成物の溶剤の沸点は100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがさらに好ましい。
 また、より均一な膜を得るためには、製膜直後の液膜から溶剤が適当な速度で蒸発することが必要である。このためには、溶剤の沸点の下限が通常80℃であることが好ましく、100℃であることがより好ましく、120℃であることがさらに好ましい。また、上限が通常270℃未満であることが好ましく、250℃未満であることがより好ましく、230℃未満であることがさらに好ましい。
 上述の条件、即ち溶質の溶解性、蒸発速度および水の溶解度の条件を満足する溶剤を単独で用いてもよいが、すべての条件を満たす溶剤が選定できない場合は、2種類以上の溶剤を混合して用いることもできる。
[2]発光材料
 本発明の電荷輸送膜用組成物、特に有機電界発光素子用組成物として用いる電荷輸送膜用組成物は、発光材料を含有することが好ましい。
 発光材料とは、本発明の電荷輸送膜用組成物において、主として発光する成分を指し、有機電界発光デバイスにおけるドーパント成分に当たる。即ち、電荷輸送膜用組成物から発せられる光量(単位:cd/m)の内、通常10~100%、好ましくは20~100%、より好ましくは50~100%、最も好ましくは80~100%が、ある成分材料からの発光と同定される場合、該成分を発光材料と定義する。
 発光材料としては、任意の公知材料を使用可能であり、例えば、蛍光発光材料および燐光発光材料を単独で又は複数種を混合して使用できる。内部量子効率の観点から、燐光発光材料が好ましい。
 発光材料の最大発光ピーク波長は390~490nmの範囲にあることが好ましい。
 なお、溶剤への溶解性を向上させる目的で、発光材料分子の対称性や剛性を低下させたり、またはアルキル基などの親油性置換基を導入したりすることも可能である。
 青色発光を与える蛍光色素としては、例えば、ペリレン、ピレン、アントラセン、クマリンおよびp-ビス(2-フェニルエテニル)ベンゼン並びにそれらの誘導体等が挙げられる。
 緑色蛍光色素としては、例えば、キナクリドン誘導体およびクマリン誘導体等が挙げられる。
 黄色蛍光色素としては、例えば、ルブレンおよびペリミドン誘導体等が挙げられる。
 赤色蛍光色素としては、例えば、DCM系化合物、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体およびアザベンゾチオキサンテン等が挙げられる。
 燐光発光材料としては、例えば、周期表第7乃至11族から選ばれる金属を含む有機金属錯体が挙げられる。
 周期表第7乃至11族から選ばれる金属を含む燐光性有機金属錯体における金属としては、例えば、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金および金等が好適に挙げられる。これらの有機金属錯体としては、下記一般式(V)および式(VI)で表される化合物が好ましい。
  ML(q-j)L'    (V)
 上記一般式(V)中、Mは金属を表し、qは上記金属の価数を表す。また、L及びL'は二座配位子を表す。jは0~2の整数を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 上記一般式(VI)中、Mは金属を表し、Tは炭素原子又は窒素原子を表す。R92~R95は、それぞれ独立に置換基を表す。ただし、Tが窒素の場合は、R94及びR95は無い。
 以下、まず、一般式(V)で表される化合物について説明する。
 一般式(V)中、Mは任意の金属を表し、具体例としては、周期表第7乃至11族から選ばれる金属として前述した金属が好適に挙げられる。
 また、一般式(V)中の二座配位子L及びL'は、それぞれ、以下の部分構造を含む配位子を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 L'として、錯体の安定性の観点から、下記のものが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 上記L,L'の部分構造において、環A1は芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表し、環A2は含窒素芳香族複素環基を表し、これらは置換基を有していてもよい。
 環A1、A2が置換基を有する場合、置換基としては、例えば、フッ素原子等のハロゲン原子;メチル基およびエチル基等のアルキル基;ビニル基等のアルケニル基;メトキシカルボニル基およびエトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;メトキシ基およびエトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基およびベンジルオキシ基などのアリールオキシ基;ジメチルアミノ基およびジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基;ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基;カルバゾリル基;アセチル基等のアシル基;トリフルオロメチル基等のハロアルキル基;シアノ基;フェニル基、ナフチル基およびフェナンチル基等の芳香族炭化水素基等が好適に挙げられる。
 一般式(V)で表される化合物としては、例えば、下記式(Va)、(Vb)および(Vc)で表される化合物が好適に挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 一般式(Va)中、Mは金属を表し、wは前記金属の価数を表す。また、環A1は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表し、環A2は置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 一般式(Vb)中、Mは金属を表し、wは前記金属の価数を表す。また、環A1は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、環A2は置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 一般式(Vc)中、Mは金属を表し、wは前記金属の価数を表す。また、jは0~2の整数を表す。さらに、環A1及び環A1'は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。また、環A2及び環A2'は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。
 上記一般式(Va)、(Vb)および(Vc)において、環A1および環A1'を構成する基としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、チエニル基、フリル基、ベンゾチエニル基、ベンゾフリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基およびカルバゾリル基等が好適に挙げられる。
 また、環A2および環A2'を構成する基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、ベンゾチアゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリル基およびフェナントリジル基等が好適に挙げられる。
 更に、環A1、環A1'環A2及び環A2'が有していてもよい置換基としては、例えば、フッ素原子等のハロゲン原子;メチル基およびエチル基等のアルキル基;ビニル基等のアルケニル基;メトキシカルボニル基およびエトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;メトキシ基およびエトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基およびベンジルオキシ基などのアリールオキシ基;ジメチルアミノ基およびジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基;ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基;カルバゾリル基;アセチル基等のアシル基;トリフルオロメチル基等のハロアルキル基;シアノ基等が挙げられる。
 上記置換基がアルキル基である場合は、その炭素数は通常1~6であることが好ましい。
 上記置換基がアルケニル基である場合は、その炭素数は通常2~6であることが好ましい。
 上記置換基がアルコキシカルボニル基である場合は、その炭素数は通常2~6であることが好ましい。
 上記置換基がアルコキシ基である場合は、その炭素数は通常1~6であることが好ましい。
 上記置換基がアリールオキシ基である場合は、その炭素数は通常6~14であることが好ましい。
 上記置換基がジアルキルアミノ基である場合は、その炭素数は通常2~24であることが好ましい。
 上記置換基がジアリールアミノ基である場合は、その炭素数は通常12~28であることが好ましい。
 上記置換基がアシル基である場合は、その炭素数は通常1~14であることが好ましい。
 上記置換基がハロアルキル基である場合は、その炭素数は通常1~12であることが好ましい。
 尚、これら置換基は互いに連結して環を形成してもよい。具体例としては、環A1が有する置換基と環A2が有する置換基とが結合するか、又は、環A1'が有する置換基と環A2'が有する置換基とが結合して、一つの縮合環を形成してもよい。このような縮合環基としては、7,8-ベンゾキノリン基等が挙げられる。
 中でも、環A1、環A1'、環A2及び環A2'の置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、シアノ基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、ジアリールアミノ基およびカルバゾリル基が好ましい。
 又、M、MおよびMとしては上記Mと同様の金属が挙げられ、中でも、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金および金が好ましい。
 上記一般式(V)、(Va)、(Vb)又は(Vc)で示される有機金属錯体の具体例を以下に示すが、下記の化合物に限定されるものではない(以下において、Ph’はフェニル基を表す。)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 上記一般式(V)、(Va)、(Vb)および(Vc)で表される有機金属錯体の中でも、特に、配位子L及びL'との少なくとも一方として2-アリールピリジン系配位子、即ち、2-アリールピリジンを有する錯体、2-アリールピリジンに置換基が結合した錯体、及び、置換基が互いに結合して縮合環を形成している錯体が好ましい。
 また、国際公開第2005/019373号に記載の化合物も使用することができる。
 次に、前記一般式(VI)で表される化合物について説明する。
 一般式(VI)中、Mは金属を表し、具体例としては、周期表第7乃至11族から選ばれる金属として前述した金属が挙げられる。中でも、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金および金が好適に挙げられ、白金およびパラジウム等の2価の金属が好ましい。
 また、一般式(VI)において、R92及びR93は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。
 さらに、Tが炭素原子の場合、R94及びR95は、それぞれ独立に、R92及びR93と同様の例示物で表される置換基を表す。また、前述の如く、Tが窒素原子の場合はR94及びR95は無い。
 また、R92~R95は更に置換基を有していてもよい。この場合の置換基として特に制限はなく、任意の基を置換基とすることができる。
 さらに、R92~R95は互いに連結して環を形成してもよく、この環が更に任意の置換基を有していてもよい。
 一般式(VI)で表される有機金属錯体の具体例(T-1、T-10~T-15)を以下に示すが、下記の例示化合物に限定されるものではない。なお、以下において、Meはメチル基を表し、Etはエチル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
[3]その他の成分
 本発明の電荷輸送膜用組成物、特に有機電界発光素子用組成物として用いられる電荷輸送膜用組成物中には、前述した溶剤及び発光材料以外にも、必要に応じて、各種の他の溶剤を含んでいてもよい。このような他の溶剤としては、例えば、N,N-ジメチルホルムアミドおよびN,N-ジメチルアセトアミド等のアミド、並びにジメチルスルホキシド等が挙げられる。また、レベリング剤および消泡剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
 また、2層以上の層を湿式製膜法により積層する際に、これらの層が相溶することを防ぐため、製膜後に硬化させて不溶化させる目的で光硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂を含有させておくこともできる。
[4]電荷輸送膜用組成物中の材料濃度と配合比
 電荷輸送膜用組成物、特に有機電界発光素子用組成物中の電荷輸送材料、発光材料及び必要に応じて添加可能な成分(レベリング剤など)などの固形分濃度は、下限が通常0.01質量%であることが好ましく、0.05質量%であることがより好ましく、0.1質量%であることがさらに好ましく、0.5質量%であることが特に好ましく、1質量%であることが最も好ましい。
 また、上限が通常80質量%であることが好ましく、50質量%であることがより好ましく、40質量%であることがさらに好ましく、30重量%であることが特に好ましく、20質量%であることが最も好ましい。
 前記濃度を前記下限以上とすることにより、薄膜を形成する場合、厚膜を形成し易くなる。また、前記濃度を前記上限以下とすることにより、薄膜を形成し易くなる。 
 また、本発明の電荷輸送膜用組成物、特に有機電界発光素子用組成物において、発光材料/電荷輸送材料の含有質量比は、下限が通常0.1/99.9であることが好ましく、0.5/99.5であることがより好ましく、1/99であることが更に好ましく、2/98以上であることが最も好ましい。
 また、上限が通常50/50であることが好ましく、40/60であることがより好ましく、30/70であることが更に好ましく、20/80であることが最も好ましい。    
 前記質量比を前記範囲内とすることにより、十分な発光効率を得ることができる。
[5]電荷輸送膜用組成物の調製方法
 本発明の電荷輸送膜用組成物、特に有機電界発光素子用組成物は、電荷輸送材料、発光材料、及び必要に応じて添加可能なレベリング剤および消泡剤等の各種添加剤を含む溶質を、適当な溶剤に溶解させることにより調製することができる。
 溶解工程に要する時間を短縮するため、及び組成物中の溶質濃度を均一に保つため、通常、溶液を撹拌しながら溶質を溶解させることが好ましい。溶解工程は常温で行ってもよいが、溶解速度が遅い場合は加熱して溶解させることもできる。溶解工程終了後、必要に応じて、フィルタリング等の濾過工程を付してもよい。
[6]電荷輸送膜用組成物の性状、物性等
(水分濃度)
 有機電界発光素子を、本発明の電荷輸送膜用組成物(有機電界発光素子用組成物)を用いた湿式製膜法により層形成して製造する場合、用いる有機電界発光素子用組成物に水分が存在すると、形成された膜に水分が混入して膜の均一性が損なわれるため、本発明の電荷輸送膜用組成物、特に有機電界発光素子用組成物中の水分含有量はできるだけ少ない方が好ましい。
 また、一般に、有機電界発光素子は、陰極等の水分により著しく劣化する材料が多く使用されているため、電荷輸送膜用組成物中に水分が存在した場合、乾燥後の膜中に水分が残留し、素子の特性を低下させる可能性が考えられ、好ましくない。
 具体的には、本発明の電荷輸送膜用組成物、特に有機電界発光素子用組成物中に含まれる水分量は、通常1質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましく、0.01質量%以下であることがさらに好ましい。
 電荷輸送膜用組成物中の水分濃度の測定方法としては、日本工業規格「化学製品の水分測定法」(JIS K0068:2001)に記載の方法が好ましく、例えば、カールフィッシャー試薬法(JIS K0211-1348)等により分析することができる。
(均一性)
 本発明の電荷輸送膜用組成物、特に有機電界発光素子用組成物は、湿式製膜プロセスでの安定性、例えば、インクジェット製膜法におけるノズルからの吐出安定性を高めるためには、常温で均一な液状であることが好ましい。
 常温で均一な液状とは、組成物が均一相からなる液体であり、かつ組成物中に粒径0.1μm以上の粒子成分を含有しないことをいう。
(物性)
 本発明の電荷輸送膜用組成物、特に有機電界発光素子用組成物の25℃における粘度は、下限が通常2mPa・sであることが好ましく、3mPa・sであることがより好ましく、5mPa・sであることがさらに好ましい。また、上限が通常1000mPa・sであることが好ましく、100mPa・sであることがより好ましく、50mPa・sであることがさらに好ましい。
 前記粘度を前記下限以上とすることにより、例えば製膜工程における過度の液膜流動による塗面不均一、インクジェット製膜におけるノズル吐出不良等が起こしにくくなる。また、電荷輸送膜用組成物、特に有機電界発光素子用組成物の粘度を前記上限以下とすることにより、インクジェット製膜におけるノズル目詰まり等が起こりにくくなる。
 また、本発明の電荷輸送膜用組成物、特に有機電界発光素子用組成物の20℃における表面張力は、通常50mN/m未満が好ましく、40mN/m未満がより好ましい。
 前記表面張力を前記上限より低くすることにより、基板に対する製膜用液の濡れ性の低下、すなわち液膜のレベリング性が悪化し、乾燥時の製膜面の乱れが起こりやすくなる等の問題が発生するのを防ぐことができる。
 更に、本発明の電荷輸送膜用組成物、特に有機電界発光素子用組成物の25℃における蒸気圧は、通常50mmHg以下が好ましく、10mmHg以下がより好ましく、1mmHg以下がさらに好ましい。
 前記蒸気圧を前記上限以下とすることにより、溶剤の蒸発による溶質濃度の変化等の問題を防ぐことができる。
<有機電界発光素子の構成>
 本発明の有機電界発光素子は、基板上に形成された一対の電極に一層以上の有機層を備え、有機層のうちの少なくとも一層が本発明の電荷輸送材料を含有するものであれば、特に限定されるものではない。
 ここで、有機層としては、有機電界発光素子の層構成により一様ではないが、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層および電子注入層が挙げられる。
 本発明の有機電界発光素子が1つの有機層を含む場合、該有機層は発光層を意味し、この発光層は電荷輸送能を有し、かつ本発明の電荷輸送材料を含有する。
 一方、複数の有機層を含む有機電界発光素子の場合、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層のうちの少なくとも一層が本発明の電荷輸送材料を含有すればよい。
 なお、複数の有機層を有する有機電界発光素子の有機層の層構成としては、発光可能であれば特に限定されないが、例えば、次の層構成の有機電界発光素子が挙げられる。
1)少なくとも発光層及び電子輸送層から構成される有機電界発光素子
2)少なくとも正孔輸送層及び発光層から構成される有機電界発光素子
3)少なくとも正孔輸送層、発光層及び電子輸送層から構成される有機電界発光素子
 以下、図1を参照しながら本発明の有機電界発光素子の層構成及びその一般的形成方法等について説明する。なお、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
 図1は、本発明にかかる有機電界発光素子の一例を示す模式断面図である。図1に示す有機電界発光素子は、基板1上に、陽極2、正孔注入層3、正孔輸送層4、発光層5、正孔阻止層6、電子輸送層7、電子注入層8及び陰極9が順次積層された構造を有するものである。
 なお、本発明において湿式成膜法とは、例えば、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、キャピラリーコート法、インクジェット法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法およびフレキソ印刷法等湿式等で成膜される方法をいう。
 これらの成膜方法の中でも、スピンコート法、スプレーコート法およびインクジェット法が好ましい。これは、有機電界発光素子に用いられる塗布用組成物特有の液性に合うためである。
(基板)
 基板1は有機電界発光素子の支持体となるものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシート等が用いられる。
 特に、ガラス板、並びにポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネートおよびポリスルホン等の透明な合成樹脂の板が好ましい。
 合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留意する必要がある。基板のガスバリア性が小さすぎると、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化することがある。
 このため、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。
(陽極)
 陽極2は発光層側の層への正孔注入の役割を果たすものである。陽極2は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウムおよび白金等の金属、インジウム及び/又はスズの酸化物等の金属酸化物、ヨウ化銅等のハロゲン化金属、カーボンブラック、或いは、ポリ(3-メチルチオフェン)、ポリピロールおよびポリアニリン等の導電性高分子等により構成される。
 陽極2の形成は、通常、スパッタリング法および真空蒸着法等により行われることが多い。また、銀等の金属微粒子、ヨウ化銅等の微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子および導電性高分子微粉末等を用いて陽極2を形成する場合には、適当なバインダー樹脂溶液に分散させて、基板1上に塗布することにより陽極2を形成することもできる。
 さらに、導電性高分子の場合は、電解重合により直接基板1上に薄膜を形成したり、基板1上に導電性高分子を塗布して陽極2を形成することもできる(Appl.Phys.Lett.,60巻,2711頁,1992年)。
 なお、陽極2は通常は単層構造であるが、所望により複数の材料を含む積層構造とすることも可能である。
 陽極2の厚みは、必要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常60%以上とすることが好ましく、80%以上とすることがより好ましい。この場合、陽極2の厚みは通常5nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがより好ましい。また、通常1000nm以下であることが好ましく、500nm以下であることがより好ましい。
 不透明でよい場合は陽極2の厚みは任意であり、陽極2は基板1と同一でもよい。また、さらには、上記の陽極2の上に異なる導電材料を積層することも可能である。
 陽極2に付着した不純物を除去し、イオン化ポテンシャルを調整して正孔注入性を向上させることを目的に、陽極2表面を紫外線(UV)/オゾン処理したり、酸素プラズマ、アルゴンプラズマ処理したりすることが好ましい。
(正孔注入層)
 正孔注入層3は、陽極2から発光層5へ正孔を輸送する層であり、通常、陽極2上に形成される。
 本発明に係る正孔注入層3の形成方法は真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよく、特に制限はないが、ダークスポット低減の観点から正孔注入層3を湿式成膜法により形成することが好ましい。
 正孔注入層3の膜厚は、通常5nm以上が好ましく、10nm以上がより好ましい。また、通常1000nm以下が好ましく、500nm以下がより好ましい。
<湿式成膜法による正孔注入層の形成>
 湿式成膜により正孔注入層3を形成する場合、通常は、正孔注入層3を構成する材料を適切な溶剤(正孔注入層用溶剤)と混合して成膜用の組成物(正孔注入層形成用組成物)を調製する。
 次いで、この正孔注入層形成用組成物を適切な手法により、正孔注入層3の下層に該当する層(通常は、陽極)上に塗布して成膜し、乾燥することにより正孔注入層3を形成する。
(正孔輸送性化合物)
 正孔注入層形成用組成物は通常、正孔注入層の構成材料として正孔輸送性化合物及び溶剤を含有する。
 正孔輸送性化合物は、通常、有機電界発光素子の正孔注入層に使用される、正孔輸送性を有する化合物であれば、重合体などの高分子化合物であっても、単量体などの低分子化合物であってもよいが、高分子化合物であることが好ましい。
 正孔輸送性化合物としては、陽極2から正孔注入層3への電荷注入障壁の観点から、4.5eV~6.0eVのイオン化ポテンシャルを有する化合物が好ましい。
 正孔輸送性化合物としては、例えば、芳香族アミン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ベンジルフェニル誘導体、フルオレン基で3級アミンを連結した化合物、ヒドラゾン誘導体、シラザン誘導体、シラナミン誘導体、ホスファミン誘導体、キナクリドン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリキノリン誘導体、ポリキノキサリン誘導体およびカーボン等が挙げられる。
 なお、本発明において誘導体とは、例えば、芳香族アミン誘導体を例に挙げると、芳香族アミンそのもの及び芳香族アミンを主骨格とする化合物を含むものであり、重合体であっても、単量体であってもよい。
 正孔注入層3の形成に用いられる正孔輸送性化合物は、このような化合物のうち何れか1種を単独で含有していてもよく、2種以上を含有していてもよい。
 2種以上の正孔輸送性化合物を含有する場合、その組み合わせは任意であるが、芳香族三級アミン高分子化合物1種又は2種以上と、その他の正孔輸送性化合物1種又は2種以上とを併用することが好ましい。
 上記例示した中でも非晶質性、可視光の透過率の点から、芳香族アミン化合物が好ましく、特に芳香族三級アミン化合物が好ましい。ここで、芳香族三級アミン化合物とは、芳香族三級アミン構造を有する化合物であって、芳香族三級アミン由来の基を有する化合物も含む。
 芳香族三級アミン化合物の種類は特に制限されないが、表面平滑化効果による均一な発光の点から、重量平均分子量が1000以上、1000000以下の高分子化合物(繰り返し単位が連なる重合型化合物)が更に好ましい。
 芳香族三級アミン高分子化合物の好ましい例として、下記式(VII)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 一般式(VII)中、Ar及びArは、各々独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。Ar~Arは、各々独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。Yは、下記の連結基群の中から選ばれる連結基を表す。また、Ar~Arのうち、同一のN原子に結合する二つの基は互いに結合して環を形成してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 上記各一般式中、Ar~Ar16は、各々独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。R101及びR102は、各々独立して、水素原子又は任意の置換基を表す。
 Ar~Ar16の芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基としては、高分子化合物の溶解性、耐熱性、正孔注入・輸送性の点から、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、チオフェン環およびピリジン環由来の基が好ましく、ベンゼン環およびナフタレン環由来の基が更に好ましい。
 Ar~Ar16の芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基は、更に置換基を有していてもよい。置換基の分子量としては、通常400以下が好ましく、中でも250以下がより好ましい。
 置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基および芳香族複素環基などが好ましい。
 R101及びR102が任意の置換基である場合、該置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、シリル基、シロキシ基、芳香族炭化水素基および芳香族複素環基などが挙げられる。
 式(VII)で表される繰り返し単位を有する芳香族三級アミン高分子化合物の具体例としては、国際公開第2005/089024号に記載のものが挙げられる。
 また、正孔輸送性化合物としては、ポリチオフェンの誘導体である3,4-ethylenedioxythiophene(3,4-エチレンジオキシチオフェン)を高分子量ポリスチレンスルホン酸中で重合してなる導電性ポリマー(PEDOT/PSS)も好ましく、当該ポリマーの末端をメタクリレート等でキャップしたものであってもよい。
 さらに、正孔輸送性化合物は、下記[正孔輸送層]の項に記載の架橋性重合体であってもよい。該架橋性重合体を用いた場合の成膜方法についても同様である。
 正孔注入層形成用組成物中の、正孔輸送性化合物の濃度は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、膜厚の均一性の点で、下限は通常0.01質量%が好ましく、0.1質量%がより好ましく、0.5質量%がさらに好ましい。また、上限は通常70質量%が好ましく、60質量%がより好ましく、50質量%がさらに好ましい。
 正孔輸送性化合物の濃度を前記上限以下とすることにより、膜厚ムラが生じるのを防ぐことができる。また、前記下限以上とすることにより、成膜された正孔注入層に欠陥が生じる可能性がある。
(電子受容性化合物)
 正孔注入層形成用組成物は正孔注入層の構成材料として、電子受容性化合物を含有していることが好ましい。
 電子受容性化合物としては、酸化力を有し、上述の正孔輸送性化合物から一電子受容する能力を有する化合物が好ましい。具体的には、電子親和力が4eV以上である化合物が好ましく、5eV以上の化合物である化合物が更に好ましい。
 このような電子受容性化合物としては、例えば、トリアリールホウ素化合物、ハロゲン化金属、ルイス酸、有機酸、オニウム塩、アリールアミンとハロゲン化金属との塩およびアリールアミンとルイス酸との塩よりなる群から選ばれる1種又は2種以上の化合物等が挙げられる。
 さらに具体的には、例えば、4-イソプロピル-4'-メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンダフルオロフェニル)ボラート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボラート等の有機基の置換したオニウム塩(国際公開第2005/089024号);塩化鉄(III)(日本国特開平11-251067号公報)、ペルオキソ二硫酸アンモニウム等の高原子価の無機化合物;テトラシアノエチレン等のシアノ化合物、トリス(ペンダフルオロフェニル)ボラン(日本国特開2003-31365号公報)等の芳香族ホウ素化合物;フラーレン誘導体;ヨウ素;ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、ショウノウスルホン酸イオン等のスルホン酸イオン等が挙げられる。
 これらの電子受容性化合物は、正孔輸送性化合物を酸化することにより正孔注入層の導電率を向上させることができる。
 正孔注入層或いは正孔注入層形成用組成物中の電子受容性化合物の含有量は、正孔輸送性化合物に対して、通常0.1モル%以上が好ましく、1モル%以上がより好ましい。また、通常100モル%以下が好ましく、40モル%以下がより好ましい。
(その他の構成材料)
 正孔注入層の材料としては、本発明の効果を著しく損なわない限り、上述の正孔輸送性化合物や電子受容性化合物に加えて、更にその他の成分を含有させてもよい。
 その他の成分としては、例えば、各種の発光材料、電子輸送性化合物、バインダー樹脂および塗布性改良剤などが挙げられる。なお、その他の成分は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(溶剤)
 湿式成膜法に用いる正孔注入層形成用組成物に含まれる溶剤のうち少なくとも1種は、上述の正孔注入層の構成材料を溶解しうるものであることが好ましい。
 また、この溶剤の沸点は通常110℃以上であることが好ましく、140℃以上であることがより好ましい。中でも、沸点が200℃以上であり、かつ400℃以下、特に300℃以下である溶剤が好ましい。
 溶剤の沸点を前記下限以上とすることにより、乾燥速度が適度となり、良好な膜質が得られる。他方、溶剤の沸点を上記上限以下とすることにより、乾燥工程の温度を高くすることが不要であり、また他の層や基板に悪影響が生じるのを防ぐことができる。
 溶剤としては、例えば、エーテル、エステル、芳香族炭化水素およびアミドなどが挙げられ、ジメチルスルホキシド等も用いることができる。なお、各溶剤の具体例は、上記において説明したとおりである。
 これらの溶剤は1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。
(成膜方法)
 正孔注入層形成用組成物を調製後、この組成物を湿式成膜により、基体の外表面に位置する層(通常は、陽極2)上に塗布成膜し、乾燥することにより正孔注入層3を形成する。
 塗布工程における温度は、組成物中に結晶が生じることによる膜の欠損を防ぐため、10℃以上が好ましく、50℃以下が好ましい。
 塗布工程における相対湿度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.01ppm以上が好ましく、通常80%以下が好ましい。
 塗布後、通常加熱等により正孔注入層形成用組成物の膜を乾燥させる。この加熱工程において使用する加熱手段の例を挙げると、クリーンオーブン、ホットプレート、赤外線、ハロゲンヒーターおよびマイクロ波照射などが挙げられる。
 中でも、膜全体に均等に熱を与えるためには、クリーンオーブン及びホットプレートが好ましい。
 加熱工程における加熱温度は、本発明の効果を著しく損なわない限り、正孔注入層形成用組成物に用いた溶剤の沸点以上の温度で加熱することが好ましい。
 また、正孔注入層に用いた溶剤が2種類以上含まれている混合溶剤の場合、混合溶剤中の少なくとも1種類の溶剤の沸点以上の温度で加熱することが好ましい。溶剤の沸点上昇を考慮すると、加熱工程における温度は、120℃以上410℃以下であることが好ましい。
 加熱工程において、加熱温度が正孔注入層形成用組成物の溶剤の沸点以上であり、かつ塗布膜の十分な不溶化が起こらなければ、加熱時間は限定されないが、10秒以上180分以下であることが好ましい。
 加熱時間を前記上限以下とすることにより他の層の成分が拡散するのを防ぐことができる。また、加熱時間を前記下限以上とすることにより、正孔注入層が不均質になるのを防ぐことができる。加熱は2回に分けて行ってもよい。
<真空蒸着法による正孔注入層の形成>
 真空蒸着により正孔注入層3を形成する場合には、正孔注入層3の構成材料(前述の正孔輸送性化合物、電子受容性化合物等)の1種又は2種以上を真空容器内に設置された、るつぼに入れ(2種以上の材料を用いる場合は各々のるつぼに入れ)、真空容器内を適当な真空ポンプで10-4Pa程度まで排気した後、るつぼを加熱して(2種以上の材料を用いる場合は各々のるつぼを加熱して)、蒸発量を制御して蒸発させ(2種以上の材料を用いる場合は各々独立に蒸発量を制御して蒸発させ)、るつぼと向き合って置かれた基板の陽極2上に正孔注入層3を形成させる。
 なお、2種以上の材料を用いる場合は、それらの混合物をるつぼに入れ、加熱、蒸発させて正孔注入層3を形成することもできる。
 蒸着時の真空度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.1×10-6Torr(0.13×10-4Pa)以上であることが好ましく、通常9.0×10-6Torr(12.0×10-4Pa)以下であるであることが好ましい。
 蒸着速度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.1Å/秒以上であることが好ましく、通常5.0Å/秒以下であることが好ましい。
 蒸着時の成膜温度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、10℃以上であることが好ましく、50℃以下であることが好ましい。
[正孔輸送層]
 本発明に係る正孔輸送層4の形成方法は真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよく、特に制限はないが、ダークスポット低減の観点から正孔輸送層4を湿式成膜法により形成することが好ましい。
 正孔輸送層4は、正孔注入層がある場合には正孔注入層3の上に、正孔注入層3が無い場合には陽極2の上に形成することができる。また、本発明の有機電界発光素子は、正孔輸送層を省いた構成であってもよい。
 正孔輸送層4を形成する材料としては、正孔輸送性が高く、かつ、注入された正孔を効率よく輸送することができる材料であることが好ましい。そのためには、イオン化ポテンシャルが小さく、可視光の光に対して透明性が高く、正孔移動度が大きく、安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくいことが好ましい。
 また、多くの場合、発光層5に接するため、発光層5からの発光を消光したり、発光層5との間でエキサイプレックスを形成して効率を低下させたりしないことが好ましい。
 このような正孔輸送層4の材料としては、従来、正孔輸送層の構成材料として用いられている材料であればよく、例えば、前述の正孔注入層3に使用される正孔輸送性化合物として例示したものが挙げられる。
 また、例えば、アリールアミン誘導体、フルオレン誘導体、スピロ誘導体、カルバゾール誘導体、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、シロール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、縮合多環芳香族誘導体および金属錯体などが挙げられる。
 また、例えば、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリアリールアミン誘導体、ポリビニルトリフェニルアミン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリアリーレン誘導体、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン誘導体、ポリアリーレンビニレン誘導体、ポリシロキサン誘導体、ポリチオフェン誘導体およびポリ(p-フェニレンビニレン)誘導体等が挙げられる。
 これらは、交互共重合体、ランダム重合体、ブロック重合体又はグラフト共重合体のいずれであってもよい。また、主鎖に枝分かれがあり末端部が3つ以上ある高分子や、所謂デンドリマーであってもよい。
 中でも、ポリアリールアミン誘導体やポリアリーレン誘導体が好ましい。
 ポリアリールアミン誘導体としては、下記一般式(VIII)で表される繰り返し単位を含む重合体であることが好ましい。特に、下記一般式(VIII)で表される繰り返し単位を含む重合体であることが好ましく、この場合、繰り返し単位それぞれにおいて、Ar又はArが異なっているものであってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 一般式(VIII)中、Ar及びArは、各々独立して、置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。
 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、アセナフテン環、フルオランテン環およびフルオレン環などの、6員環の単環又は2~5縮合環由来の基及びこれらの環が2環以上直接結合で連結してなる基が挙げられる。
 置換基を有していてもよい芳香族複素環基としては、例えば、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環およびアズレン環などの、5又は6員環の単環又は2~4縮合環由来の基並びにこれらの環が2環以上直接結合で連結してなる基が挙げられる。
 溶解性、耐熱性の点から、Ar及びArは、各々独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、ピレン環、チオフェン環、ピリジン環およびフルオレン環からなる群より選ばれる環由来の基やベンゼン環が2環以上連結してなる基[例えば、ビフェニル基(ビフェニレン基)およびターフェニル基(ターフェニレン基)]が好ましい。
 中でも、ベンゼン環由来の基(フェニル基)、ベンゼン環が2環連結してなる基(ビフェニル基)及びフルオレン環由来の基(フルオレニル基)が好ましい。
 Ar及びArにおける芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アシル基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シリル基、シロキシ基、シアノ基、芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基などが挙げられる。
 ポリアリーレン誘導体としては、前記ArやArとして例示した置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基などのアリーレン基をその繰り返し単位に有する重合体が挙げられる。
 ポリアリーレン誘導体としては、下記一般式(IX-1)及び下記式(IX-2)の少なくとも一方からなる繰り返し単位を有する重合体が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 一般式(IX-1)中、R、R、R及びRは、各々独立に、アルキル基、アルコキシ基、フェニルアルキル基、フェニルアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、アルキルフェニル基、アルコキシフェニル基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、又はカルボキシ基を表す。t及びsは、各々独立に、0~3の整数を表す。t又はsが2以上の場合、一分子中に含まれる複数のR又はRは同一であっても異なっていてもよく、隣接するR又はR同士で環を形成していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 一般式(IX-2)中、R及びRは、各々独立に、上記一般式(IX-1)におけるR、R、R又はRと同義である。r及びuは、各々独立に、0~3の整数を表す。r又はuが2以上の場合、一分子中に含まれる複数のR及びRは同一であっても異なっていてもよく、隣接するR又はR同士で環を形成していてもよい。Xは、5員環又は6員環を構成する原子又は原子群を表す。
 Xの具体例としては、-O-、-BR103-、-NR103-、-SiR103 -、-PR103-、-SR103-および-CR103 -並びにこれらが結合した基が挙げられる。なお、R103は、水素原子又は任意の有機基を表す。本発明における有機基とは、少なくとも一つの炭素原子を含む基である。
 また、ポリアリーレン誘導体としては、前記一般式(IX-1)及び前記一般式(IX-2)の少なくとも一方からなる繰り返し単位に加えて、さらに下記一般式(IX-3)で表される繰り返し単位を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 一般式(IX-3)中、Ar~Arは、各々独立に、置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。v及びwは、各々独立に0又は1を表す。
 Ar~Arの具体例としては、前記一般式(VIII)における、Ar及びArと同様である。 
 上記一般式(IX-1)~(IX-3)の具体例及びポリアリーレン誘導体の具体例等は、日本国特開2008-98619号公報等に記載のものなどが挙げられる。
 湿式成膜法で正孔輸送層4を形成する場合は、上記正孔注入層3の形成と同様にして、正孔輸送層形成用組成物を調製した後、湿式成膜後、加熱乾燥させる。
 正孔輸送層形成用組成物には、上述の正孔輸送性化合物の他、溶剤を含有する。用いる溶剤は上記正孔注入層形成用組成物に用いたものと同様である。また、成膜条件および加熱乾燥条件等も正孔注入層3の形成の場合と同様である。
 真空蒸着法により正孔輸送層を形成する場合もまた、その成膜条件等は上記正孔注入層3の形成の場合と同様である。
 正孔輸送層4は、上記正孔輸送性化合物の他、各種の発光材料、電子輸送性化合物、バインダー樹脂、塗布性改良剤などを含有していてもよい。
 正孔輸送層4はまた、架橋性化合物を架橋して形成される層であってもよい。架橋性化合物は、架橋性基を有する化合物であって、架橋することにより網目状高分子化合物を形成する。
 この架橋性基としては、例えば、オキセタンおよびエポキシなどの環状エーテル由来の基;ビニル基、トリフルオロビニル基、スチリル基、アクリル基、メタクリロイルおよびシンナモイル等の不飽和二重結合由来の基;ベンゾシクロブテン由来の基などが挙げられる。
 架橋性化合物は、モノマー、オリゴマーおよびポリマーのいずれであってもよい。架橋性化合物は1種のみを有していてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で有していてもよい。
 架橋性化合物としては、架橋性基を有する正孔輸送性化合物を用いることが好ましい。正孔輸送性化合物としては、例えば、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、カルバゾール誘導体、フタロシアニン誘導体およびポルフィリン誘導体等の含窒素芳香族化合物誘導体、トリフェニルアミン誘導体、シロール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、縮合多環芳香族誘導体並びに金属錯体などが挙げられる。
 中でも、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体およびカルバゾール誘導体等の含窒素芳香族誘導体、トリフェニルアミン誘導体、シロール誘導体、縮合多環芳香族誘導体並びに金属錯体が好ましく、特にトリフェニルアミン誘導体が好ましい。
 架橋性化合物としては、これら正孔輸送性化合物に対して、架橋性基が主鎖又は側鎖に結合しているものが挙げられる。特に架橋性基は、アルキレン基等の連結基を介して、主鎖に結合していることが好ましい。
 また、特に正孔輸送性化合物としては、架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体であることが好ましく、前記一般式(VIII)や一般式(IX-1)~(IX-3)に架橋性基が直接又は連結基を介して結合した繰り返し単位を有する重合体であることが好ましい。
 架橋性化合物を架橋して正孔輸送層4を形成するには、通常、架橋性化合物を溶剤に溶解又は分散した正孔輸送層形成用組成物を調製して、湿式成膜により成膜して架橋させる。
 正孔輸送層形成用組成物には、架橋性化合物の他、架橋反応を促進する添加物を含んでいてもよい。架橋反応を促進する添加物としては、例えば、アルキルフェノン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシムエステル化合物、アゾ化合物およびオニウム塩等の重合開始剤;重合促進剤;縮合多環炭化水素、ポルフィリン化合物およびジアリールケトン化合物等の光増感剤などが挙げられる。
 また、更に、レベリング剤および消泡剤等の塗布性改良剤;電子受容性化合物;バインダー樹脂;などを含有していてもよい。 
 正孔輸送層形成用組成物における架橋性化合物の含有量は、通常0.01質量%以上が好ましく、0.05質量%以上がより好ましく、0.1質量%以上がさらに好ましい。また、通常50重量%以下が好ましく、20重量%以下がより好ましく、10重量%以下がさらに好ましい。
 前記濃度で架橋性化合物を含む正孔輸送層形成用組成物を下層(通常は正孔注入層3)上に成膜後、加熱及び/又は光などの活性エネルギー照射により、架橋性化合物を架橋させて網目状高分子化合物を形成することが好ましい。
 成膜時の温度、湿度などの条件は、前記正孔注入層3の湿式成膜時と同様である。
 成膜後の加熱の手法は特に限定されない。加熱温度条件としては、通常120℃以上が好ましく、400℃以下がより好ましい。
 加熱時間としては、通常1分以上が好ましく、24時間以下がより好ましい。
 加熱手段としては特に限定されないが、成膜された層を有する積層体をホットプレート上に載せる、およびオーブン内で加熱するなどの手段が用いられる。例えば、ホットプレート上で、120℃以上で、かつ1分間以上加熱する等の条件を用いることができる。
 光などの活性エネルギー照射による場合には、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプおよび赤外ランプ等の紫外・可視・赤外光源を直接用いて照射する方法、並びに前述の光源を内蔵するマスクアライナ、コンベア型光照射装置を用いて照射する方法などが挙げられる。
 光以外の活性エネルギー照射では、例えば、マグネトロンにより発生させたマイクロ波を照射する装置、いわゆる電子レンジを用いて照射する方法が挙げられる。
 照射時間としては、膜の溶解性を低下させるために必要な条件を設定することが好ましいが、通常0.1秒以上が好ましく、10時間以下がより好ましい。
 加熱及び光などの活性エネルギー照射は、それぞれ単独、または組み合わせて行ってもよい。組み合わせる場合、実施する順序は特に限定されない。
 このようにして形成される正孔輸送層4の膜厚は、通常5nm以上が好ましく、10nm以上がより好ましい。また、通常300nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましい。
[発光層]
 正孔注入層3の上には通常発光層5が設けられる。発光層5は、例えば前述の発光材料を含む層であり、電界を与えられた電極間において、陽極2から正孔注入層3を通じて注入された正孔と、陰極9から電子輸送層7を通じて注入された電子との再結合により励起されて、主たる発光源となる層である。
 発光層5は、発光材料(ドーパント)と1種又は2種以上のホスト材料を含むことが好ましい。発光層5は、本発明の電荷輸送材料をホスト材料として含むことが更に好ましい。
 発光層5は、真空蒸着法で形成してもよいが、本発明の有機電界発光素子用組成物を用い、湿式製膜法によって作製された層であることが特に好ましい。
 ここで、湿式製膜法とは、前述の如く、溶剤を含む組成物を、スピンコート、スプレーコート、ディップコート、ダイコート、フレキソ印刷、スクリーン印刷およびインクジェット法等により製膜するものである。
 なお、発光層5は、本発明の性能を損なわない範囲で、他の材料、成分を含んでいてもよい。
 一般に有機電界発光素子において、同じ材料を用いた場合、電極間の膜厚が薄い方が、実効電界が大きくなる。その結果、注入される電流が多くなり、駆動電圧は低下する。その為、電極間の総膜厚は薄い方が、有機電界発光素子の駆動電圧は低下するが、あまりに薄いと、ITO等の電極に起因する突起により短絡が発生する為、ある程度の膜厚が必要となる。
 本発明においては、発光層5以外に、正孔注入層3及び後述の電子輸送層7等の有機層を有する場合、発光層5と正孔注入層3や電子輸送層7等の他の有機層とを合わせた総膜厚は通常30nm以上であることが好ましく、50nm以上であることがより好ましく、100nm以上であることが更に好ましい。総膜厚の上限は、通常1000nmであることが好ましく、500nmであることがより好ましく、300nmであることが更に好ましい。
 また、発光層5以外の正孔注入層3や後述の電子注入層5の導電性が高い場合、発光層5に注入される電荷量が増加する。その為、例えば正孔注入層3の膜厚を厚くして発光層5の膜厚を薄くし、総膜厚をある程度の膜厚を維持したまま駆動電圧を下げることも可能である。
 よって、発光層5の膜厚は、通常10nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましい。また、通常300nm以下であることが好ましく、200nm以下であることがより好ましい。
 なお、本発明の素子が、陽極及び陰極の両極間に、発光層5のみを有する場合の発光層5の膜厚は、通常30nm以上であることが好ましく、50nm以上であることがより好ましい。また、通常500nm以下であることが好ましく、300nm以下であることがより好ましい。
[正孔阻止層]
 発光層5と後述の電子注入層8との間に、正孔阻止層6を設けてもよい。正孔阻止層6は、発光層5の上に、発光層5の陰極9側の界面に接するように積層される層である。
 この正孔阻止層6は、陽極2から移動してくる正孔を陰極9に到達するのを阻止する役割と、陰極9から注入された電子を効率よく発光層5の方向に輸送する役割とを有する。
 正孔阻止層6を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いこと、エネルギーギャップ(HOMO、LUMOの差)が大きいこと、励起三重項準位(T1)が高いことが挙げられる。
 このような条件を満たす正孔阻止層の材料としては、例えば、ビス(2-メチル-8-キノリノラト)(フェノラト)アルミニウムおよびビス(2-メチル-8-キノリノラト)(トリフェニルシラノラト)アルミニウム等の混合配位子錯体、ビス(2-メチル-8-キノラト)アルミニウム-μ-オキソ-ビス-(2-メチル-8-キノリラト)アルミニウム二核金属錯体等の金属錯体、ジスチリルビフェニル誘導体等のスチリル化合物(日本国特開平11-242996号公報)、3-(4-ビフェニルイル)-4-フェニル-5(4-tert-ブチルフェニル)-1,2,4-トリアゾール等のトリアゾール誘導体(日本国特開平7-41759号公報)並びにバソクプロイン等のフェナントロリン誘導体(日本国特開平10-79297号公報)などが挙げられる。
 更に、国際公開第2005/022962号に記載の2,4,6位が置換されたピリジン環を少なくとも1個有する化合物も、正孔阻止層6の材料として好ましい。
 なお、正孔阻止層6の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 正孔阻止層6の形成方法に制限はない。従って、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成できる。
 正孔阻止層6の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常0.3nm以上が好ましく、0.5nm以上がより好ましい。また、通常100nm以下が好ましく、50nm以下がより好ましい。
[電子輸送層]
 発光層5と後述の電子注入層8の間に、電子輸送層7を設けてもよい。
 電子輸送層7は、素子の発光効率を更に向上させることを目的として設けられるもので、電界を与えられた電極間において陰極9から注入された電子を効率よく発光層5の方向に輸送することができる化合物より形成される。
 電子輸送層7に用いられる電子輸送性化合物としては、通常、陰極9又は電子注入層8からの電子注入効率が高く、かつ、高い電子移動度を有し注入された電子を効率よく輸送することができる化合物を用いる。
 このような条件を満たす化合物としては、例えば、8-ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体(日本国特開昭59-194393号公報)、10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、3-ヒドロキシフラボン金属錯体、5-ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン(米国特許第5645948号明細書)、キノキサリン化合物(日本国特開平6-207169号公報)、フェナントロリン誘導体(日本国特開平5-331459号公報)、2-t-ブチル-9,10-N,N'-ジシアノアントラキノンジイミン、n型水素化非晶質炭化シリコン、n型硫化亜鉛およびn型セレン化亜鉛などが挙げられる。
 なお、電子輸送層7の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 電子輸送層7の形成方法に制限はない。従って、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成することができる。
 電子輸送層7の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常1nm以上が好ましく、5nm以上がより好ましい。また、通常300nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましい。
[電子注入層]
 電子注入層8は、陰極9から注入された電子を効率良く発光層5へ注入する役割を果たす。電子注入を効率よく行うには、電子注入層8を形成する材料は、仕事関数の低い金属が好ましい。
 その具体例としては、ナトリウムおよびセシウム等のアルカリ金属、並びにバリウムおよびカルシウムなどのアルカリ土類金属等が挙げられる。また、その膜厚は、通常0.1nm以上が好ましく、5nm以下がより好ましい。
 更に、バソフェナントロリン等の含窒素複素環化合物または8-ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体に代表される有機電子輸送化合物に、ナトリウム、カリウム、セシウム、リチウムおよびルビジウム等のアルカリ金属をドープする(日本国特開平10-270171号公報、日本国特開2002-100478号公報、日本国特開2002-100482号公報などに記載)ことにより、電子注入・輸送性が向上し優れた膜質を両立させることが可能となるため好ましい。
 この場合の膜厚は、通常5nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがより好ましい。また、通常200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましい。
 なお、電子注入層8の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 電子注入層8の形成方法に制限はない。従って、湿式成膜法および蒸着法並びにその他の方法で形成することができる。
[陰極]
 陰極9は、発光層5側の層(電子注入層8又は発光層5など)に電子を注入する役割を果たすものである。
 陰極9の材料としては、陽極2に使用される材料を用いることが可能であるが、効率良く電子注入を行なうには、仕事関数の低い金属が好ましい。
 例えば、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウムおよび銀等の適当な金属並びにそれらの合金が挙げられる。具体例としては、マグネシウム-銀合金、マグネシウム-インジウム合金およびアルミニウム-リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げられる。
 なお、陰極9の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 陰極9の膜厚は、通常、陽極2と同様である。
 さらに、低仕事関数金属から成る陰極9を保護する目的で、この上に更に、仕事関数が高く大気に対して安定な金属層を積層すると、素子の安定性が増すので好ましい。
 前記目的のために、例えば、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金および白金等の金属が使われる。なお、これらの材料は、1種のみで用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
[その他の層]
 本発明に係る有機電界発光素子は、その趣旨を逸脱しない範囲において、別の構成を有していてもよい。例えば、その性能を損なわない限り、陽極2と陰極9との間に、上記層以外の任意の層を有していてもよく、また任意の層が省略されていてもよい。
[電子阻止層]
 任意の層としては、例えば、電子阻止層が挙げられる。
 電子阻止層は、正孔注入層3又は正孔輸送層4と発光層5との間に設けられ、発光層5から移動してくる電子が正孔注入層3に到達するのを阻止することで、発光層5内で正孔と電子との再結合確率を増やし、生成した励起子を発光層5内に閉じこめる役割と、正孔注入層3から注入された正孔を効率よく発光層5の方向に輸送する役割とがある。
 特に、発光材料として燐光材料を用いたり、青色発光材料を用いたりする場合は電子阻止層を設けることが効果的である。
 電子阻止層に求められる特性としては、正孔輸送性が高く、エネルギーギャップ(HOMO、LUMOの差)が大きいこと、および励起三重項準位(T1)が高いこと等が挙げられる。
 更に、本発明においては、発光層5を湿式成膜法で作製する場合には、電子阻止層にも湿式成膜の適合性が求められる。このような電子阻止層に用いられる材料としては、F8-TFBに代表されるジオクチルフルオレンとトリフェニルアミンの共重合体(国際公開第2004/084260号)等が挙げられる。
 なお、電子阻止層の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 電子阻止層の形成方法に制限はない。従って、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成することができる。
 さらに、陰極9と発光層5又は電子輸送層7との界面に、例えば、フッ化リチウム(LiF)、フッ化マグネシウム(MgF)、酸化リチウム(LiO)および炭酸セシウム(II)(CsCO)等で形成された極薄絶縁膜(0.1~5nm)を挿入することも、素子の効率を向上させる有効な方法である(Applied Physics Letters, 1997年, Vol.70, pp.152;日本国特開平10-74586号公報;IEEE Transactions on Electron Devices, 1997年,Vol.44, pp.1245;SID 04 Digest, pp.154等参照)。
 また、本発明の有機電界発光素子の構成は上記に限定されるものではなく、積層順序を変更することが可能である。具体的には、基板1上に、陰極9、電子注入層8、電子輸送層7、正孔阻止層6、発光層5、正孔輸送層4、正孔注入層3及び陽極2が順次積層された構造としてもよい。
 更には、少なくとも一方が透明性を有する2枚の基板の間に、基板以外の構成要素を積層することにより、本発明に係る有機電界発光素子を構成することも可能である。
 また、基板以外の構成要素(発光ユニット)を複数段重ねた構造(発光ユニットを複数積層させた構造)とすることも可能である。
 その場合には、各段間(発光ユニット間)の界面層(陽極がITO、陰極がAlの場合は、それら2層)の代わりに、例えば五酸化バナジウム(V)等を含む電荷発生層(Carrier Generation Layer:CGL)を設けると、段間の障壁が少なくなり、発光効率・駆動電圧の観点からより好ましい。
 更には、本発明に係る有機電界発光素子は、単一の有機電界発光素子として構成してもよく、複数の有機電界発光素子がアレイ状に配置された構成に適用してもよく、陽極と陰極がX-Yマトリックス状に配置された構成に適用してもよい。
 また、上述した各層には、本発明の効果を著しく損なわない限り、上記以外の成分が含まれていてもよい。
<有機ELディスプレイ及び有機EL照明>
 本発明の有機ELディスプレイ及び有機EL照明は、上述の本発明の有機電界発光素子を具備するものである。本発明の有機ELディスプレイ及び有機EL照明の型式や構造については特に制限はなく、本発明の有機電界発光素子を用いて常法に従って組み立てることができる。
 例えば、「有機ELディスプレイ」(オーム社、平成16年8月20日発行、時任静士、安達千波矢、村田英幸著)に記載されているような方法で、本発明の有機ELディスプレイ及び有機EL照明を形成することができる。
 以下、実施例を示して本発明について更に具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明はその要旨を逸脱しない限り任意に変更して実施できる。
[化合物Iの合成]
(化合物1の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 500mL四つ口フラスコに原料化合物(15.0g、37mmol)を加え、30分窒素置換した。反応器に無水THF200mLを加えたのち、溶液を-80℃まで冷却した。液温が上がらないように注意しながらn-BuLiヘキサン溶液(1.65M、24.0mL)を30分かけて滴下し、4時間反応した。トリメトキシボラン(11.8g、112mmol)を10分かけて滴下した後、2時間反応した。
 反応溶液を室温まで昇温し、30分攪拌した。反応溶液に1N HCl水溶液を200mL加え、さらに30分攪拌した。反応溶液に酢酸エチル500mLを加え、目的物を有機層に抽出したのち、有機相を食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、エバポレーターにて濃縮した。得られた黄色固体をヘキサンにて懸洗し、化合物1(15.2g)を得た。
(化合物2の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 窒素雰囲気下、m-カルバゾリルフェニルボロン酸(13.1g、45.9mmol)、ビス(4-ブロモフェニル)アミン(15.0g、45.9mmol)に、トルエン(204mL)、2M-炭酸ナトリウム水溶液(102mL)及びエタノール(102mL)を加え、10分間窒素を通して脱気を行った。
 混合物にテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(297mg、257mol)を添加し、還流させながら3時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を水に注ぎ、トルエンで抽出した。有機層を精製水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶剤を減圧下に留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物2(13.4g)を得た。この化合物の質量分析値は488(M)であった。
(化合物3の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 500mL四つ口フラスコに、化合物2(3.5g、7.1mmol)、化合物1(5.2g、14.3mol、2MR)、トルエン122mL、エタノール88mL、及び炭酸ナトリウム水溶液62mLを加え、60℃で1時間窒素バブリングした。
 反応溶液にテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(580mg、7mol%)を加え、3時間還流した。反応終了後、反応溶液を水に注ぎ、トルエンで抽出した。有機層を精製水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶剤を減圧下に留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物3(5.11g)を得た。
(化合物4の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 窒素雰囲気下、3-ビフェニルボロン酸(18.3g、92.5mmol)、4-ヨードブロモベンゼン(24.9g、87.9mmol)に、トルエン(176mL)、 2M-炭酸ナトリウム水溶液(88mL)、及びエタノール(88mL)を加え、10分間窒素を通して脱気を行った。
 混合物にテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(1.5g、1.29mmol)を添加し、還流させながら3時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を水に注ぎ、トルエンで抽出した。
有機層を精製水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶剤を減圧下に留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物4(22.6g)を得た。このものの質量分析値は308(M)であった。
(化合物Iの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 300ml四つ口フラスコに、化合物3(5.11g、7.0mmol)、化合物4(2.82g、2.5mmol)、NaOtBu(1.35g、8.8 mmol、2MR)、及びトルエン100mLを加え、30分窒素バブリングした(溶液A)。
 一方、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(181mg)のトルエン溶液(5mL)に、トリ-t-ブチルホスフィン(284mg)を加え、65℃まで加温した(溶液B)。窒素気流中、溶液Aに溶液Bを添加し、4時間加熱還流反応した。有機層を精製水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶剤を減圧下に留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、昇華精製にて精製し、化合物I(2.1g)を得た。
<m-キシレンに対する溶解度測定>
 上記[化合物Iの合成]で合成された化合物Iと、下記構造式で示す比較化合物X-A、及びX-Bのm-キシレンへの溶解度を調べ、その結果を表1に表した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000055
 表1に示すが如く、本発明の電荷輸送材料は、有機溶剤に対する溶解性が高いことが確認された。
[有機電界発光素子の作製]
(実施例1)
 図1に示す有機電界発光素子を、以下の方法により作製した。17.5mm×35mm(厚さ0.7mm)サイズのガラス基板1を、界面活性剤水溶液による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄、超純水による水洗の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行なった。
 このガラス基板1の上にインジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜を150nm成膜したもの(スパッタ成膜品、シート抵抗15Ω)を通常のフォトリソグラフィ技術により2mm幅のストライプにパターニングして陽極2を形成した。
 陽極2を形成した基板1を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
 正孔注入層を形成するポリマー材料として、下記式に示す構造の高分子化合物P-1(重量平均分子量(MwA):93000、分散度:1.69)、電子受容性化合物兼重合反応開始剤として、下記式に示す構造の化合物A-1、及び溶剤として安息香酸エチルを含有する正孔注入層形成用組成物を調製した。該組成物中、高分子化合物P-1は2.0質量%、化合物A-1は0.8質量%の濃度とした。
 この組成物を、スピナ回転数1500rpm、スピナ回転時間30秒、大気中にてスピンコート法により、陽極2上に成膜し、230℃で3時間加熱することにより、高分子化合物P-1を架橋させ、乾燥させることにより、膜厚45nmの均一な薄膜(正孔注入層3)を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 引き続き、正孔輸送層を形成するポリマー材料として、下記式に示す構造の高分子化合物P-2(重量平均分子量(MwB):66000、分散度:1.56)、及び溶剤としてシクロヘキシルベンゼンを含有する正孔輸送層形成用組成物を調製した。該組成物中、高分子化合物P-2は、1.4質量%の濃度とした。
 この組成物を、スピナ回転数1500rpm、スピナ回転時間30秒、窒素中にてスピンコート法により、正孔注入層3上に成膜し、230℃で1時間、窒素中にて加熱することにより、高分子化合物P-2を架橋させ、乾燥させることにより、膜厚20nmの均一な薄膜(正孔輸送層4)を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 次に、電荷輸送性化合物として、下記式に示す化合物C1及び合成例で得た化合物I、燐光発光性金属錯体D1、並びに溶剤としてシクロヘキシルベンゼンを含有する発光層形成用組成物を調製した。該組成物中、化合物C1は1.1質量%、化合物Iは3.4質量%、燐光発光性金属錯体D1は0.3質量%の濃度とした。
 この組成物を、スピナ回転数1500rpm、スピナ回転時間30秒、窒素中にてスピンコート法により、正孔輸送層4上に成膜し、減圧下(0.1MPa)、130℃で1時間加熱することにより、乾燥させ、膜厚50nmの均一な薄膜(発光層5)を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 ここで、発光層5までを成膜した基板を、真空蒸着装置内に移し、装置内の真空度が1.3×10-4Pa以下になるまで排気した後、下記に示す化合物C2を真空蒸着法によって発光層5の上に積層し、正孔阻止層6を得た。蒸着速度は1.4~1.5Å/秒の範囲で制御し、膜厚は10nmとした。また、蒸着時の真空度は1.3×10-4Paであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 続いて、下記に示すアルミニウムの8-ヒドロキシキノリン錯体(ET-1)を加熱して正孔阻止層6上に蒸着を行い、電子輸送層7を成膜した。蒸着時の真空度は1.3×10-4Pa、蒸着速度は1.6~1.8Å/秒の範囲で制御し、膜厚は30nmとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 ここで、電子輸送層7までの蒸着を行った素子を一度取り出し、別の蒸着装置に設置し、陰極蒸着用のマスクとして2mm幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極2のITOストライプとは直交するように素子に密着させて、装置内の真空度が2.3×10-4Pa以下になるまで排気を行った。
 電子注入層8として、先ずフッ化リチウム(LiF)を、蒸着速度0.1Å/秒、0.5nmの膜厚で電子輸送層7の上にモリブデンボートを用いて成膜した。蒸着時の真空度は2.6×10-4Paであった。
 次に、陰極9としてアルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度1.0~4.9Å/秒の範囲で制御し、膜厚80nmのアルミニウム層を形成した。蒸着時の真空度は2.6×10-4Paであった。以上の2層の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
 引き続き、素子が保管中に大気中の水分等で劣化することを防ぐため、以下に記載の方法で封止処理を行った。
 窒素グローブボックス中で、23mm×23mmサイズのガラス板の外周部に、約1mmの幅で光硬化性樹脂(スリーボンド製30Y-437)を塗布し、中央部に水分ゲッターシート(ダイニック社製)を設置した。この上に、陰極形成を終了した基板を、蒸着された面が乾燥剤シートと対向するように貼り合わせた。その後、光硬化性樹脂が塗布された領域のみに紫外光を照射し、樹脂を硬化させた。
 以上の様にして、2mm×2mmのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性は、1000cd/m時の駆動電圧が7.9V、1000cd/m時の発光効率が40.0cd/A、10mA時の駆動電圧(V):9.4Vであった。
 この結果から、本発明の有機電界発光素子は、高発光効率であることが分かった。
[化合物IIの合成]
(化合物5の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 窒素雰囲気下、1-ナフチルボロン酸(20.0g、116.3mmol)、3-ヨードブロモベンゼン(36.2g、128mmol)に、トルエン(174mL)、2M-炭酸ナトリウム水溶液(181mL)、及びエタノール(88mL)を加え、10分間窒素を通して脱気を行った。
 混合物にテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(1.34g)を添加し、還流させながら6時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を水に注ぎ、トルエンで抽出した。有機層を精製水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶剤を減圧下に留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物5(26.7g)を得た。
(化合物6の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 窒素雰囲気下、化合物5(27.2g、96mmol)に脱水THF 353.7mLを加え、10分間窒素を通して脱気を行った。溶液を-75℃まで冷却したのち、1.6M n-ブチルリチウムヘキサン溶液72.0mlを滴下した。-75℃で1時間した後、トリメトキシボラン(31.9g、307mmol)を滴下した。
 -75℃で2時間攪拌したのち、室温まで昇温した。溶液に1N 塩酸溶液177mLを加え、30分攪拌した。溶液に酢酸エチル101mLを加え、有機層を精製水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶剤を減圧下に留去した。化合物6(29.8g)を得た。
(化合物7の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 窒素雰囲気下、化合物6(29.8g、120mmol)、4-ヨードブロモベンゼン(40.78g、144mmol)に、トルエン(631.7mL)、2M-炭酸ナトリウム水溶液(327.8mL)、及びエタノール(315.7 mL)を加え、10分間窒素を通して脱気を行った。
 混合物にテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(2.01g)を添加し、還流させながら6時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を水に注ぎ、トルエンで抽出した。
 有機層を精製水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶剤を減圧下に留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物7(27.32g)を得た。
(化合物8の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 窒素雰囲気下、m-カルバゾリルフェニルボロン酸(28.04g、98mmol)、4-ブロモアニリン(16.00g、93mmol)に、トルエン(558.4mL)、2M-炭酸ナトリウム水溶液(278.7mL)、及びエタノール(279.5mL)を加え、10分間窒素を通して脱気を行った。
 混合物にテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(2.15g)を添加し、還流させながら6時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を水に注ぎ、トルエンで抽出した。
 有機層を精製水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶剤を減圧下に留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物8(27.37g)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
 200ml四つ口フラスコに、化合物8(5.0g、615.0mmol)、化合物7(4.8g、13.5mmol)、NaOtBu(4.88g、50mmol)、及びトルエン100mLを加え、30分窒素バブリングした(溶液A)。
 一方、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(77mg)のトルエン溶液(6mL)に、トリ-t-ブチルホスフィン(121mg)を加え、65℃まで加温した(溶液B)。
 窒素気流中、溶液Aに溶液Bを添加し、4時間加熱還流反応した。有機層を精製水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶剤を減圧下に留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物9(6.4g)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 200ml四つ口フラスコに、化合物9(3.8g、6.2mmol)、化合物4(2.3g、7.4mmol)、NaOtBu(2.0g、21mmol)、及びトルエン76mLを加え、30分窒素バブリングした(溶液A)。
 一方、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(32mg)のトルエン溶液(6mL)に、トリ-t-ブチルホスフィン(50mg)を加え、65℃まで加温した(溶液B)。窒素気流中、溶液Aに溶液Bを添加し、4時間加熱還流反応した。有機層を精製水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶剤を減圧下に留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物II(4.4g)を得た。
[化合物IIIの合成]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
 100ml四つ口フラスコに、化合物9(0.65g、1.1mmol)、4-ブロモビフェニル(0.36g、1.3mmol)、NaOtBu(0.35g、3.6mmol)、及びトルエン30mLを加え、30分窒素バブリングした(溶液A)。
 一方、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(5.5mg)のトルエン溶液(5mL)に、トリ-t-ブチルホスフィン(8.6mg)を加え、65℃まで加温した(溶液B)。窒素気流中、溶液Aに溶液Bを添加し、4時間加熱還流反応した。有機層を精製水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶剤を減圧下に留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、昇華精製装置にて精製し、化合物III(0.44g)を得た。
[化合物X-Cの合成]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
 300ml四つ口フラスコに、化合物9(0.43g、0.70mmol)、4-ブロモターフェニル(0.26g、0.84mmol)、NaOtBu(0.23g、2.4mmol)、及びトルエン10mLを加え、30分窒素バブリングした(溶液A)。
 一方、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(3.6mg)のトルエン溶液(5mL)に、トリ-t-ブチルホスフィン(5.7mg)を加え、65℃まで加温した(溶液B)。窒素気流中、溶液Aに溶液Bを添加し、4時間加熱還流反応した。有機層を精製水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶剤を減圧下に留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、昇華精製装置にて精製し、化合物X-C(0.13g)を得た。
(実施例2)
 図1に示す有機電界発光素子を、以下の方法により作製した。25mm×37.5mm(厚さ0.7mm)サイズのガラス基板1を、界面活性剤水溶液による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄、超純水による水洗の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行なった。
 このガラス基板1の上にインジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜を70nm成膜したもの(スパッタ成膜品、シート抵抗15Ω)を通常のフォトリソグラフィ技術により2mm幅のストライプにパターニングして陽極2を形成した。
 陽極2を形成した基板1を、界面活性剤水溶液による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄、超純水による水洗の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行なった。
 正孔注入層を形成するポリマー材料は、実施例1に用いた組成物を使用した。この組成物を、スピナ回転数1500rpm、スピナ回転時間30秒、大気中にてスピンコート法により、陽極2上に成膜し、230℃で1時間加熱することにより、高分子化合物P-1を架橋させ、乾燥させることにより、膜厚30nmの均一な薄膜(正孔注入層3)を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
 引き続き、正孔輸送層を形成するポリマー材料として、下記式に示す構造の高分子化合物P-2(重量平均分子量(MwB):66000、分散度:1.56)、及び溶剤としてシクロヘキシルベンゼンを含有する正孔輸送層形成用組成物を調製した。該組成物中、高分子化合物P-2は、1.1質量%の濃度とした。
 この組成物を、スピナ回転数1500rpm、スピナ回転時間120秒、窒素中にてスピンコート法により、正孔注入層3上に成膜し、230℃で1時間、窒素中にて加熱することにより、高分子化合物P-2を架橋させ、乾燥させることにより、膜厚14nmの均一な薄膜(正孔輸送層4)を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
 次に、電荷輸送性化合物として、下記式に示す化合物C3及び合成例で得た化合物II、燐光発光性金属錯体D2、並びに溶剤としてシクロヘキシルベンゼンを含有する発光層形成用組成物を調製した。該組成物中、化合物C1は1.25質量%、化合物IIは3.75質量%、燐光発光性金属錯体D2は0.7質量%の濃度とした。
 この組成物を、スピナ回転数1700rpm、スピナ回転時間120秒、窒素中にてスピンコート法により、正孔輸送層4上に成膜し、130℃で10分間窒素中にて加熱することにより、乾燥させ、膜厚63nmの均一な薄膜(発光層5)を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
 ここで、発光層5までを成膜した基板を、真空蒸着装置内に移し、装置内の真空度が0.9×10-6Torr以下になるまで排気した後、実施例1に使用した化合物C2を真空蒸着法によって発光層5の上に積層し、正孔阻止層6を得た。蒸着速度は0.8~1.0Å/秒の範囲で制御し、膜厚は10nmとした。また、蒸着時の真空度は0.9×10-6Paであった。
 続いて、実施例1に使用した(ET-1)を加熱して正孔阻止層6上に蒸着を行い、電子輸送層7を成膜した。蒸着時の真空度は0.8×10-6Torr、蒸着速度は0.8~1.0Å/秒の範囲で制御し、膜厚は20nmとした。
 ここで、電子輸送層7までの蒸着を行った素子を一度取り出し、別の蒸着装置に設置し、陰極蒸着用のマスクとして2mm幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極2のITOストライプとは直交するように素子に密着させて、装置内の真空度が2.1×10-4Pa以下になるまで排気を行った。
 電子注入層8として、先ずフッ化リチウム(LiF)を、蒸着速度0.08~0.14Å/秒、0.5nmの膜厚で電子輸送層7の上にモリブデンボートを用いて成膜した。蒸着時の真空度は2.7×10-4Paであった。
 次に、陰極9としてアルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度1.0~5.1Å/秒の範囲で制御し、膜厚80nmのアルミニウム層を形成した。蒸着時の真空度は5.1×10-4Paであった。以上の2層の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
 引き続き、素子が保管中に大気中の水分等で劣化することを防ぐため、実施例1と同様の封止処理を行った。
 以上の様にして、2mm×2mmのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性は、10mA/cm時の駆動電圧が7.18V、輝度が初期輝度に対して95%まで減少するまでの時間が40h、輝度が初期輝度に対して95%まで減少した際の駆動電圧上昇が0.05Vであった。
(実施例3)
 化合物IIの代わりに化合物IIIを用いる以外は、実施例2と同様に操作した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
 この素子の発光特性は、10mA/cm時の駆動電圧が7.12V、輝度が初期輝度に対して95%まで減少するまでの時間40h、輝度が初期輝度に対して95%まで減少した際の駆動電圧上昇が0.06Vであった。
(比較例3)
 化合物IIの代わりに前記化合物X-Aを用いる以外は、実施例2と同様に操作した。この素子の発光特性は、10mA/cm時の駆動電圧が8.63V、輝度が初期輝度に対して95%まで減少するまでの時間20h、輝度が初期輝度に対して95%まで減少した際の駆動電圧上昇が0.19Vであった。
(比較例4)
 化合物IIの代わりに前記化合物X-Cを用いる以外は、実施例2と同様に操作した。化合物X-Cは、溶解した後、結晶化し、素子化することすらできなかった。
 上記得られた結果をまとめて表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000079
 上記の結果から、本発明の電荷輸送材料を用いた有機電界発光素子は、駆動電圧が低く、駆動寿命が長く、駆動時の電圧上昇も小さいことが分かった。
 本発明の電荷輸送材料は、有機EL光素子が使用される各種の分野、例えば、フラットパネル・ディスプレイ(例えば、OAコンピュータ用および壁掛けテレビ)や面発光体としての特徴を生かした光源(例えば、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバックライト光源)、表示板および標識灯等の分野において、好適に使用することが出来る。
 また、本発明の電荷輸送材料は、本質的に優れた耐酸化還元安定性を有することから、有機電界発光素子に限らず、電子写真感光体や有機太陽電池など有機デバイス全般に有用である。
 本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更および変形が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお本出願は、2009年8月27日付で出願された日本特許出願(特願2009-196782)に基づいており、その全体が引用により援用される。 
 1 基板
 2 陽極
 3 正孔注入層
 4 正孔輸送層
 5 発光層
 6 正孔阻止層
 7 電子輸送層
 8 電子注入層
 9 陰極

Claims (12)

  1.  下記一般式(1)で表されることを特徴とするモノアミン化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [一般式(1)中、R~Rは、各々独立して、o-位及びm-位の少なくとも一方に置換基を有していてもよいフェニル基を表し、該置換基同士が結合して環構造を形成してもよい。尚、R~Rは、各々互いに異なる基である。]
  2.  前記モノアミン化合物が、更に下記構造式(2-1)で表される部分構造を含むことを特徴とする請求項1に記載のモノアミン化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [但し、構造式(2-1)中、フェニル基は更に置換基を有していてもよく、該置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。]
  3.  前記一般式(1)において、R~Rは、各々独立して、m-位に置換基を有していてもよいフェニル基であることを特徴とする請求項1又は2に記載のモノアミン化合物。
  4.  前記一般式(1)において、R~Rの少なくとも一つは、下記一般式(2-2)で表される部分構造を含む基であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のモノアミン化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    [一般式(2-2)中におけるXは、-NR-(Rは、置換基を有していてもよいアリール基を示す。)、-O-、及び-S-のいずれか1を表す。又、一般式(2-2)中のXを含む縮合環は、更に置換基を有していてもよく、該置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。]
  5.  前記一般式(2-2)で表される部分構造が下記構造式(3)で表される部分構造であることを特徴とする請求項4に記載のモノアミン化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    [構造式(3)中において、N-カルバゾール環は、更に置換基を有していてもよく、該置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。]
  6.  前記一般式(1)において、R~Rの少なくとも一つは、下記一般式(11)で表される基であることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のモノアミン化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    [一般式(11)中、Qは、直接結合又は任意の連結基を表す。Yは、一般式(2-2)におけるXと同義である。又、一般式(11)中のYを含む縮合環は、置換基を有していてもよく、該置換基同士が結合して環構造を形成してもよい。]
  7.  25℃、大気圧下におけるm-キシレンに対する溶解度が、5質量%以上であることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載のモノアミン化合物。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載のモノアミン化合物を含むことを特徴とする電荷輸送材料。
  9.  請求項8に記載の電荷輸送材料と溶剤とを含有することを特徴とする電荷輸送膜用組成物。
  10.  基板上に、陽極、陰極、及びこれら両極間に設けられた発光層を含む有機電界発光素子であって、該発光層が請求項8に記載の電荷輸送材料を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
  11.  請求項10に記載の有機電界発光素子を具備することを特徴とする有機EL表示装置。
  12.  請求項10に記載の有機電界発光素子を具備することを特徴とする有機EL照明。
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